KR20220146436A - 발광 소자 및 표시 장치, 및, 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
발광 소자 및 표시 장치, 및, 표시 장치의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시의 발광 소자는, 제1 기판(41) 및 제2 기판(42), 제1 기판(41)의 상방에 마련된 발광부(30), 발광부(30)의 상방에 형성되고, 제2 기판(42)을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈(51), 제2 기판(42)에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈(51)를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈(52), 및, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이에 개재하는 접합 부재(35)를 구비하고 있다.
Description
본 개시는, 발광 소자 및 표시 장치, 및, 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
근래, 발광 소자로서 유기 전계 발광(EL: Electroluminescence) 소자를 이용한 표시 장치(유기 EL 디스플레이)의 개발이 진행되고 있다. 이 표시 장치에서는, 예를 들면, 화소마다 분리하여 형성된 제1 전극(하부 전극, 예를 들면, 애노드 전극) 위에, 적어도 발광층을 포함하는 유기층, 및, 제2 전극(상부 전극, 예를 들면, 캐소드 전극)이 형성된다. 그리고, 예를 들면, 백색광 또는 적색광을 발광하는 유기층과 적색 컬러 필터층이 조합된 적색 발광 소자, 백색광 또는 녹색광을 발광하는 유기층과 녹색 컬러 필터층이 조합된 녹색 발광 소자, 백색광 또는 청색광을 발광하는 유기층과 청색 컬러 필터층이 조합된 청색 발광 소자의 각각이, 부화소로서 마련되고, 이들 부화소로 1화소가 구성된다. 제2 전극(상부 전극)을 통하여, 발광층으로부터의 광이 외부에 출사된다. 그리고, 광 취출 효율의 향상을 위해, 마이크로 렌즈가 마련되어 있는 구조, 예를 들면, 상하에 2개의 마이크로 렌즈가 마련된 구조가, 예를 들면, 특개2008-177109호 공보로부터 주지이다. 또한, 투명 기판의 발광부가 되는 부위에 볼록 렌즈 형상을 갖는 유기 발광 소자가, 특개2002-124373호 공보로부터 주지이다.
이와 같이, 상하에 2개의 마이크로 렌즈를 마련함으로써, 유기 EL 발광 소자로부터 출사된 광의 이용 효율을 높일 수 있다. 그렇지만, 특개2008-177109호 공보에 개시된 상하에 2개의 마이크로 렌즈를 유기 EL 소자의 내부에 조립하는 것은 극히 곤란하고, 특개2002-124373호 공보의 도 5에 개시된 상하에 2개의 마이크로 렌즈를 갖는 유기 발광 소자의 제조도 곤란을 수반한다.
따라서, 본 개시의 목적은, 정면광(正面光) 취출 효율의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 제조 공정이 대폭적으로 증가하는 일이 없는 발광 소자, 이러한 발광 소자를 구비한 표시 장치, 및, 이러한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 발광 소자는,
제1 기판 및 제2 기판,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 표시 장치는,
제1 기판 및 제2 기판, 및,
제1 기판에 마련된 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자는,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 표시 장치의 제조 방법은,
발광부, 및, 발광부의 상방에 형성되고, 제1 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈가, 복수, 상방에 마련된 제1 기판을 준비하고,
제2 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈를 구비한 제2 기판을 준비하고,
제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면 및 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면에, 접합 부재를 형성하고,
접합 부재를 통하여, 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 대향하도록, 제1 기판과 제2 기판을 배치하고,
제1 기판 및 제2 기판에 압력을 가함으로써, 제1 마이크로 렌즈의 정상면(頂面)과 제2 마이크로 렌즈의 정상면을 접촉시켜, 평탄부를 형성하고, 이어서,
제1 기판과 제2 기판과의 얼라인먼트를 행한 후, 접합 부재에 의해 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈를 접합하는 각 공정을 구비하고 있다.
도 1은, 실시례 1의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함함).
도 2는, 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함함).
도 3은, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 4는, 실시례 2의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 5는, 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 6은, 실시례 3의 발광 소자로부터의 광의 거동을 설명하기 위한 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 7A 및 도 7B는, 실시례 3의 발광 소자의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 8은, 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례 4의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 10은, 실시례 4의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 11은, 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함함).
도 12A 및 도 12B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제1 예 및 제2 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 13A 및 도 13B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제3 예 및 제4 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 14A 및 도 14B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제5 예 및 제6 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 15A는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제7 예를 갖는 발광 소자의 개념도, 도 15B 및 도 15C는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제8 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 16은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 구성하는 화상 표시 장치의 개념도.
도 17은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 상방에서 바라본 모식도.
도 18은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 정면에서 바라본 모식도.
도 19A 및 도 19B는, 각각, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 측방에서 바라본 모식도, 및, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이에서의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 일부를 확대하여 도시하는 모식적인 단면도.
도 20은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 21은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 22는, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-3의 모식적인 일부 단면도.
도 23은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-4의 모식적인 일부 단면도.
도 24A, 도 24B 및 도 24C는, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 25A 및 도 25B는, 도 24C에 이어서, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 26A 및 도 26B는, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 27A 및 도 27B는, 본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용한 예를 도시하고, 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 27A에, 배면도를 도 27B에 도시한다.
도 28은, 본 개시의 표시 장치를 헤드 마운트 디스플레이에 적용한 예를 도시하는 헤드 마운트 디스플레이의 외관도.
도 2는, 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함함).
도 3은, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 4는, 실시례 2의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 5는, 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 6은, 실시례 3의 발광 소자로부터의 광의 거동을 설명하기 위한 발광 소자의 모식적인 일부 단면도.
도 7A 및 도 7B는, 실시례 3의 발광 소자의 변형례의 모식적인 일부 단면도.
도 8은, 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도.
도 9는, 실시례 4의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 10은, 실시례 4의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 11은, 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함함).
도 12A 및 도 12B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제1 예 및 제2 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 13A 및 도 13B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제3 예 및 제4 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 14A 및 도 14B는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제5 예 및 제6 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 15A는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제7 예를 갖는 발광 소자의 개념도, 도 15B 및 도 15C는, 실시례 5에서, 공진기 구조의 제8 예를 갖는 발광 소자의 개념도.
도 16은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 구성하는 화상 표시 장치의 개념도.
도 17은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 상방에서 바라본 모식도.
도 18은, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 정면에서 바라본 모식도.
도 19A 및 도 19B는, 각각, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 측방에서 바라본 모식도, 및, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이에서의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 일부를 확대하여 도시하는 모식적인 단면도.
도 20은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도.
도 21은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-2의 모식적인 일부 단면도.
도 22는, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-3의 모식적인 일부 단면도.
도 23은, 실시례 1의 표시 장치의 변형례-4의 모식적인 일부 단면도.
도 24A, 도 24B 및 도 24C는, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 25A 및 도 25B는, 도 24C에 이어서, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 26A 및 도 26B는, 도 5에 도시한 실시례 3의 발광 소자의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 기체 등의 모식적인 일부 단면도.
도 27A 및 도 27B는, 본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용한 예를 도시하고, 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 27A에, 배면도를 도 27B에 도시한다.
도 28은, 본 개시의 표시 장치를 헤드 마운트 디스플레이에 적용한 예를 도시하는 헤드 마운트 디스플레이의 외관도.
이하, 도면을 참조하여, 실시례에 의거하여 본 개시를 설명하는데, 본 개시는 실시례로 한정되는 것이 아니고, 실시례에서의 여러 가지 수치나 재료는 예시이다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. 본 개시의 발광 소자, 본 개시의 표시 장치, 및, 본 개시의 표시 장치의 제조 방법, 전반에 관한 설명
2. 실시례 1(본 개시의 발광 소자 및 본 개시의 표시 장치)
3. 실시례 2(실시례 1의 변형)
4. 실시례 3(실시례 1∼실시례 2의 변형)
5. 실시례 4(실시례 1∼실시례 3의 변형)
6. 실시례 5(실시례 1∼실시례 4의 변형, 본 개시의 표시 장치의 제조 방법)
7. 실시례 6(실시례 1∼실시례 5의 표시 장치의 응용례)
8. 기타
<본 개시의 발광 소자, 본 개시의 표시 장치, 및, 본 개시의 표시 장치의 제조 방법, 전반에 관한 설명>
본 개시의 표시 장치에서,
각 발광 소자는, 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자 및 제3 발광 소자에는, 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않는 형태로 할 수 있다. 또한, 이와 같은 본 개시의 표시 장치를, 편의상, 「제1 형태의 표시 장치」라고 부르는 경우가 있다.
본 개시의 발광 소자, 상기 제1 형태의 표시 장치를 포함하는 본 개시의 표시 장치를 구성하는 본 개시의 발광 소자, 본 개시의 발광 소자의 제조 방법에 의해 얻어지는 본 개시의 발광 소자를, 이하, 총칭하여, 「본 개시의 발광 소자 등」이라고 부르는 경우가 있다.
본 개시의 발광 소자 등에서, 제1 마이크로 렌즈의 정상부(頂部)와 제2 마이크로 렌즈의 정상부는 접해 있는 형태로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 정상부에 의해 평탄부가 형성되는 형태로 할 수 있고, 나아가서는, 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 평탄부의 면적을 S12, 발광부의 발광 영역의 면적을 S0로 했을 때,
0.5≤S0/S12≤1.2를
만족하는 형태로 할 수 있다. 나아가서는, 이들 경우, 평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r1, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r2로 했을 때,
r2/r1>1을
만족하는 형태로 할 수 있다. 나아가서는, 이들 경우, 발광부의 발광 영역의 중앙부로부터 출사된 광으로서, 평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분으로부터 출사되고, 접합 부재를 통과하고, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분에 입사하고, 제2 기판으로부터 출사되는 광의, 제2 기판에 대한 출사각(θout)은, 10도(度) 이하인 형태로 할 수 있다. 또한, 평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경(r1)이란, 제1 마이크로 렌즈의 높이를 H1, 제1 마이크로 렌즈의 광축을 포함하고, 특정한 방향과 평행한 방향의 가상 수직면으로 제1 마이크로 렌즈를 절단했을 때의 제1 마이크로 렌즈의 단면에서, 높이 방향, 평탄부(H1/4)로부터의 지점에서의 곡률 반경을 가리킨다. 마찬가지로, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경(r2)이란, 제2 마이크로 렌즈의 높이를 H2로 했을 때, 제2 마이크로 렌즈의 광축을 포함하고, 특정한 방향과 평행한 방향의 가상 수직면으로 제2 마이크로 렌즈를 절단했을 때의 제2 마이크로 렌즈의 단면에서, 높이 방향, 평탄부(H2/4)로부터의 지점에서의 곡률 반경을 가리킨다. 여기서, 「특정한 방향」이란, 표시 장치의 횡방향을 가리키고, 또한, 표시 장치에서 발광 소자가, 제1 방향, 및, 제1 방향과 다른 제2 방향으로 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 있는 경우의 일방의 방향을 가리킨다. 또한, 제1 방향에서의 곡률 반경과, 제2 방향에서의 곡률 반경이 다른 경우, 곡률 반경이 작은 방향을 「특정한 방향」이라고 한다.
이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 집속계(集束系)를 구성하기 위해, 제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0로 했을 때, n1>n0, 및, n2>n0, 바람직하게는, n1=n2>n0을 만족하는 형태로 할 수 있다. 또한, 이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 발산계(發散系)를 구성하기 위해, 제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0로 했을 때, n1<n0, 및, n2<n0을 만족하는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 발광부는, 제1 기판을 향하여 볼록형상의 단면(斷面) 형상을 갖는 형태로 할 수 있다.
나아가서는, 이상에 설명한 바람직한 형태를 포함하는 본 개시의 발광 소자 등에서, 발광부와 제1 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 형태로 할 수 있고, 또한, 제2 기판과 제2 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 형태로 할 수 있다.
파장 선택 수단으로서, 컬러 필터층을 들 수 있다. 컬러 필터층으로서, 적색, 녹색, 청색뿐만 아니라, 경우에 따라서는, 시안색, 마젠타색, 황색 등의 특정한 파장을 투과시키는 컬러 필터층을 들 수 있다. 컬러 필터층은, 소망하는 안료나 염료로 이루어지는 착색제를 첨가한 수지(예를 들면, 광 경화형의 수지)에 의해 구성되어 있고, 안료나 염료를 선택함에 의해, 목적으로 하는 적색, 녹색, 청색 등의 파장역에서의 광투과율이 높고, 다른 파장역에서의 광투과율이 낮아지도록 조정되어 있다. 이와 같은 컬러 필터층은, 주지의 컬러 레지스트 재료로 구성하면 좋다. 후술하는 백색광을 출사하는 발광 소자에서는, 투명한 필터층을 마련하면 좋다. 또한, 파장 선택 수단으로서, 포토닉 결정이나, 플라즈몬을 응용한 파장 선택 소자(예를 들면, 특개2008-177191호 공보에 개시된 도체 박막에 격자형상의 구멍 구조를 마련한 도체 격자 구조를 갖는 파장 선택 수단이나, 회절 격자를 이용한 표면 플라즈몬 여기(勵起)에 의거하는 파장 선택 수단), 유전체 박막을 적층함으로써 박막 내에서의 다중 반사에 의해 특정한 파장을 통과시키는 것이 가능한 유전체 다층막을 이용한 파장 선택 수단, 박막 어모퍼스 실리콘 등의 무기 재료로 이루어지는 박막을 들 수 있다.
또한, 표시 장치의 다른 양태로서,
제1 기판 및 제2 기판, 및,
제1 기판에 마련된 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자는, 제1 기판의 상방에 마련된 발광부를 구비하고 있고,
각 발광 소자는, 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자 및 제3 발광 소자에는, 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않는 양태를 들 수 있다.
상기 표시 장치의 다른 양태를 포함하는 본 개시의 표시 장치에서는, 또한, 백색광을 발광하는 제4 발광 소자, 또한, 적색광, 녹색광, 청색광 이외의 색의 광을 발광하는 제4 발광 소자를 더할 수도 있다. 발광 소자의 배열로서, 스트라이프 배열, 델타 배열, 렉탱글 배열, 펜타일 배열을 들 수 있다.
본 개시의 발광 소자 등은, 구체적으로는, 제1 전극, 제1 전극상에 형성된 유기층, 유기층상에 형성된 제2 전극, 제2 전극상에 형성된 보호층(평탄화층)을 구비하고 있다. 제1 마이크로 렌즈는 보호층상에 형성되어 있다. 그리고, 유기층으로부터의 광이 제2 전극, 보호층, 제1 마이크로 렌즈, 접합 부재, 제2 마이크로 렌즈 및 제2 기판을 통하여, 또한, 제2 전극, 보호층, 제1 마이크로 렌즈, 제2 마이크로 렌즈 및 제2 기판을 통하여, 또한, 출사광의 이들 광로 내에 파장 선택 수단이 마련되어 있는 경우에는 파장 선택 수단도 경유하여, 외부에 출사된다.
발광부와 제1 마이크로 렌즈 제2 마이크로 렌즈 사이의 배치 관계로서, 이하의 배치 관계를 예시할 수 있다.
[A] 제1 마이크로 렌즈의 광축과 제2 마이크로 렌즈의 광축은 일치하고 있고, 발광 영역(후술한다)의 중심을 통과한다.
[B] 제1 마이크로 렌즈의 광축과 제2 마이크로 렌즈의 광축은 일치하지 않고, 제1 마이크로 렌즈의 광축은 발광 영역의 중심을 통과한다.
[C] 제1 마이크로 렌즈의 광축과 제2 마이크로 렌즈의 광축은 일치하고 있고, 발광 영역의 중심을 통과하지 않는다.
[D] 제1 마이크로 렌즈의 광축과 제2 마이크로 렌즈의 광축은 일치하지 않고, 제1 마이크로 렌즈의 광축은 발광 영역의 중심을 통과하지 않고, 제2 마이크로 렌즈의 광축은 발광 영역의 중심을 통과하지 않는다.
파장 선택 수단의 중심점(후술하는 기체(基體)의 표면을 포함하는 가상 평면(기체 가상 평면)에 정사영했을 때의 중심점)은, 상기 [A]인 경우, 발광 영역의 중심을 통과하는 형태로 할 수 있고, 상기 [B], [C] 및 [D]인 경우, 발광 영역의 중심을 통과하는 형태로 할 수도 있고, 또한, 발광 영역의 중심을 통과하지 않는 형태로 할 수도 있다.
상기 [B], [C] 및 [D]인 경우, 발광 영역의 중심으로부터 마이크로 렌즈의 광축까지의 거리(D0, D1)는, 발광 소자가 표시 장치의 주변부에 위치할수록, 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 [B], [C] 및 [D]인 경우로서, 파장 선택 수단의 중심점이 발광 영역의 중심을 통과하지 않는 경우, 발광 영역의 중심으로부터 파장 선택 수단의 중심점까지의 거리도, 발광 소자가 표시 장치의 주변부에 위치할수록, 큰 값으로 하는 것이 바람직하다. 여기서 「거리」는, 기체 가상 평면에 정사영했을 때의 거리이다. 또한, 「발광 영역의 중심(中心)」이란, 발광 영역의 면적 중심점(重心点)을 가리키고, 「파장 선택 수단의 중심점(中心点)」이란, 파장 선택 수단의 면적 중심점(重心点)을 가리킨다.
본 개시의 표시 장치는, 제2 기판으로부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이다. 상면 발광형 표시 장치에서, 파장 선택 수단을 마련하는 경우, 제1 기판의 상방에 파장 선택 수단을 마련하면 되지만, 전술한 바와 같이, 파장 선택 수단은, 제1 기판측에 마련되어 있어도 좋고, 제2 기판측에 마련되어 있어도 좋다. 본 개시의 표시 장치는, 다른 표현을 하면, 제1 기판, 제2 기판, 및, 제1 기판과 제2 기판에 의해 끼여진 화상 표시부를 구비하고 있고, 화상 표시부에는, 이상에 설명한 바람직한 형태, 구성을 포함하는 발광 소자가, 복수, 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 있다. 여기서, 제1 기판측에 발광 소자가 형성되어 있다.
제1 전극은, 각 발광 소자마다 마련되어 있다. 유기층은, 각 발광 소자마다 마련되어 있고, 또한, 발광 소자에 공통되게 마련되어 있다. 제2 전극은, 발광 소자에 공통되게 마련되어 있다. 즉, 제2 전극은, 이른바 베타 전극이다. 기체의 하방에는 제1 기판이 배치되어 있고, 발광 영역은 기체상에 마련되어 있다.
본 개시의 발광 소자 등에서, 제1 전극은 유기층의 일부와 접하여 있는 구성으로 할 수 있고, 또한, 제1 전극의 일부는 유기층과 접하여 있는 구성으로 할 수 있고, 제1 전극은 유기층과 접하여 있는 구성으로 할 수 있다. 이들 경우, 구체적으로는, 제1 전극의 크기는 유기층보다도 작은 구성으로 할 수 있고, 또한, 제1 전극의 크기는 유기층과 같은 크기인 구성으로 할 수 있고, 또한, 제1 전극의 크기는 유기층보다 큰 구성으로 할 수도 있고, 제1 전극의 연부(緣部)와 유기층 사이에 절연층이 형성되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 제1 전극과 유기층이 접하는 영역이, 발광 영역이다. 유기층은 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 포함한다.
본 개시의 발광 소자 등에서, 유기층은, 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층의 적층 구조로 구성되어 있고, 적층 구조에서 발광하는 광의 색은 백색광인 형태로 할 수 있다. 즉, 적색 발광 소자를 구성하는 유기층, 녹색 발광 소자를 구성하는 유기층 및 청색 발광 소자를 구성하는 유기층은, 백색광을 발광하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 이 경우, 백색광을 발광하는 유기층은, 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층 및 청색을 발광하는 청색 발광층의 적층 구조를 갖는 형태로 할 수 있다. 또한, 백색광을 발광하는 유기층은, 청색을 발광하는 청색 발광층 및 황색을 발광하는 황색 발광층의 적층 구조를 갖는 형태로 할 수 있고, 청색을 발광하는 청색 발광층 및 오렌지색을 발광하는 오렌지색 발광층의 적층 구조를 갖는 형태로 할 수 있다. 구체적으로는, 유기층은, 적색광(파장: 620㎚ 내지 750㎚)을 발광하는 적색 발광층, 녹색광(파장: 495㎚ 내지 570㎚)을 발광하는 녹색 발광층, 및, 청색광(파장: 450㎚ 내지 495㎚)을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 구조로 할 수 있고, 전체로서 백색광을 발광한다. 그리고, 이와 같은 백색광을 발광하는 유기층과 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 적색 발광 소자가 구성되고, 백색광을 발광하는 유기층과 녹색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 녹색 발광 소자가 구성되고, 백색광을 발광하는 유기층과 청색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 청색 발광 소자가 구성된다. 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자라는 부화소의 조합에 의해 1화소가 구성된다. 경우에 따라서는, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자 및 백색광을 출사하는 발광 소자(또는 보색광을 출사하는 발광 소자)에 의해 1화소를 구성해도 좋다. 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있는 형태에서는, 실제로는, 다른 색을 발광하는 발광층이 혼합하고, 명확하게 각 층으로 분리되어 있지 않는 경우가 있다.
또한, 유기층은, 1층의 발광층으로 구성되어 있는 형태로 할 수 있다. 이 경우, 발광 소자를, 예를 들면, 적색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 적색 발광 소자, 녹색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 녹색 발광 소자, 또는, 청색 발광층을 포함하는 유기층을 갖는 청색 발광 소자로 구성할 수 있다. 즉, 적색 발광 소자를 구성하는 유기층은 적색광을 발광하고, 녹색 발광 소자를 구성하는 유기층은 녹색광을 발광하고, 청색 발광 소자를 구성하는 유기층은 청색광을 발광하는 형태로 할 수도 있다. 그리고, 이들 3종류의 발광 소자(부화소)로 1화소가 구성된다.
보호층(평탄화층)을 구성하는 재료로서, 아크릴계 수지, SiN, SiON, SiC, 어모퍼스 실리콘(α-Si), Al2O3, TiO2를 예시할 수 있다. 보호층의 형성 방법으로서, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다. 또한, 보호층의 형성 방법으로서, 나아가서는, ALD(Atomic Layer Deposition)법을 채용할 수도 있다. 보호층은, 복수의 발광 소자에서 공통화되어 있어도 좋고, 각 발광 소자에서 개별적으로 마련되어 있어도 좋다.
접합 부재를 구성하는 재료로서, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제, 실리콘계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제라는 열 경화형 접착제나, 자외선 경화형 접착제를 들 수 있다.
제1 마이크로 렌즈, 제2 마이크로 렌즈는, 예를 들면, 아크릴계 수지 등의 주지의 투명 수지 재료로 구성할 수 있고, 투명 수지 재료를, 멜트 플로우 시킴으로써 얻을 수 있고, 또한, 에치백 함으로써 얻을 수 있고, 그레이 톤 마스크를 이용한 포토 리소그래피 기술과 에칭법의 조합으로 얻을 수 있고, 나노 프린트법에 의거하여 투명 수지 재료를 렌즈 형상으로 형성한다는 방법에 의해 얻을 수도 있다. 제1 마이크로 렌즈, 제2 마이크로 렌즈의 외형 형상으로서, 예를 들면, 원형을 들 수 있는데, 이것으로 한정하는 것이 아니다.
본 개시의 발광 소자 등에서, 제1 기판의 상방에 마련된 발광부는, 구체적으로는, 제1 기판의 위 또는 상방에 형성된 기체 위에 마련되어 있다.
기체의 아래 또는 하방에는, 한정하는 것이 아니지만, 발광 소자 구동부가 마련되어 있다. 발광 소자 구동부는, 예를 들면, 제1 기판을 구성하는 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, 예를 들면, MOSFET)나, 제1 기판을 구성하는 각종 기판에 마련된 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있다. 발광 소자 구동부를 구성하는 트랜지스터나 TFT와 제1 전극은, 기체에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 접속되어 있는 형태로 할 수 있다. 발광 소자 구동부는, 주지의 회로 구성으로 할 수 있다. 제2 전극은, 표시 장치의 외주부에서, 기체에 형성된 콘택트 홀(콘택트 플러그)을 통하여 발광 소자 구동부와 접속되는 형태로 할 수 있다. 제1 기판측에 발광 소자가 형성되어 있다. 제2 전극은, 복수의 발광 소자에서 공통 전극으로 되어 있어도 좋다. 즉, 제2 전극은, 이른바 베타 전극으로 되어 있어도 좋다.
제1 기판 또는 제2 기판을, 실리콘 반도체 기판, 고왜점(高歪点) 글라스 기판, 소다 글라스(Na2O·CaO·SiO2) 기판, 붕규산 글라스(Na2O·B2O3·SiO2) 기판, 포르스테라이트(2MgO·SiO2) 기판, 납 글라스(Na2O·PbO·SiO2) 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 각종 글라스 기판, 석영 기판, 표면에 절연 재료층이 형성된 석영 기판, 폴리메틸메타크릴레이트(폴리메타크릴산메틸, PMMA)나 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐페놀(PVP), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 예시되는 유기 폴리머(고분자 재료로 구성된 가요성을 갖는 플라스틱 필름이나 플라스틱 시트, 플라스틱 기판이라는 고분자 재료의 형태를 가진다)로 구성할 수 있다. 제1 기판과 제2 기판을 구성하는 재료는, 같아도 좋고, 달라도 좋다. 단, 제2 기판은 발광 소자로부터의 광에 대해 투명한 것이 요구된다.
제1 전극을 구성하는 재료로서, 제1 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 예를 들면, 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 코발트(Co), 탄탈(Ta)이라는 일 함수가 높은 금속 또는 합금(예를 들면, 은을 주성분으로 하고, 0.3질량% 내지 1질량%의 팔라듐(Pd)과 0.3질량% 내지 1질량%의 구리(Cu)를 포함하는 Ag-Pd-Cu 합금이나, Al-Nd 합금, Al-Cu 합금)을 들 수 있다. 나아가서는, 알루미늄(Al) 및 알루미늄을 포함하는 합금 등의 일 함수의 값이 작고, 또한, 광 반사율이 높은 도전 재료를 이용하는 경우에는, 적절한 정공 주입층을 마련하는 등으로 정공 주입성을 향상시킴으로써, 애노드 전극으로서 이용할 수 있다. 제1 전극의 두께로서, 0.1㎛ 내지 1㎛를 예시할 수 있다. 또한, 후술하는 광반사층을 마련하는 경우, 제1 전극을 구성하는 재료로서, 산화 인듐, 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide, Sn 도프의 In2O3, 결정성 ITO 및 어모퍼스 ITO를 포함한다), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide), 인듐-갈륨 산화물(IGO), 인듐·도프의 갈륨-아연 산화물(IGZO, In-GaZnO4), IFO(F 도프의 In2O3), ITiO(Ti 도프의 In2O3), InSn, InSnZnO, 산화 주석(SnO2), ATO(Sb 도프의 SnO2), FTO(F 도프의 SnO2), 산화 아연(ZnO), 산화 알루미늄·도프의 산화 아연(AZO), 갈륨·도프의 산화 아연(GZO), B 도프의 ZnO, AlMgZnO(산화 알루미늄 및 산화 마그네슘·도프의 산화 아연), 산화 안티몬, 산화 티탄, NiO, 스피넬형 산화물, YbFe2O4 구조를 갖는 산화물, 갈륨 산화물, 티탄 산화물, 니오브 산화물, 니켈 산화물 등을 모층으로 하는 투명 도전성 재료라는 각종 투명 도전 재료를 들 수 있다. 또한, 유전체 다층막이나 알루미늄(Al)이라는 광반사성이 높은 반사막상에, 인듐과 주석의 산화물(ITO)이나, 인듐과 아연의 산화물(IZO) 등의 정공 주입 특성에 우수한 투명 도전 재료를 적층한 구조로 할 수도 있다. 한편, 제1 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 일 함수의 값이 작고, 또한, 광 반사율이 높은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하지만, 애노드 전극으로서 이용되는 광 반사율이 높은 도전 재료에 적절한 전자 주입층을 마련하는 등으로 전자 주입성을 향상시킴으로써, 캐소드 전극으로서 이용할 수도 있다.
제2 전극을 구성하는 재료(반 광투과 재료 또는 광투과 재료)로서, 제2 전극을 캐소드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 유기층(발광층)에 대해 전자를 효율적으로 주입할 수 있도록 일 함수의 값의 작은 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 스트론튬(Sr), 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속과 은(Ag)[예를 들면, 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금(Mg-Ag 합금)], 마그네슘-칼슘의 합금(Mg-Ca 합금), 알루미늄(Al)과 리튬(Li)의 합금(Al-Li 합금) 등의 일 함수가 작은 금속 또는 합금을 들 수 있고, 그 중에서도, Mg-Ag 합금이 바람직하고, 마그네슘과 은의 체적비로서, Mg:Ag=5:1∼30:1을 예시할 수 있다. 또한, 마그네슘과 칼슘의 체적비로서, Mg:Ca=2:1∼10:1을 예시할 수 있다. 제2 전극의 두께로서, 4㎚ 내지 50㎚, 바람직하게는, 4㎚ 내지 20㎚, 보다 바람직하게는 6㎚ 내지 12㎚를 예시할 수 있다. 또한, Ag-Nd-Cu, Ag-Cu, Au 및 Al-Cu로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종류의 재료를 들 수 있다. 또한, 제2 전극을, 유기층측으로부터, 상술한 재료층과, 예를 들어 ITO나 IZO로 이루어지는 이른바 투명 전극(예를 들면, 두께 3×10-8m 내지 1×10-6m)의 적층 구조로 할 수도 있다. 제2 전극에 대해, 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 구리, 구리 합금, 금, 금 합금 등의 저저항 재료로 이루어지는 버스 전극(보조 전극)을 마련하고, 제2 전극 전체로서 저저항화를 도모해도 좋다. 제2 전극의 평균 광투과율은 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 90%인 것이 바람직하다. 한편, 제2 전극을 애노드 전극으로서 기능시키는 경우, 발광광을 투과하고, 게다가, 일 함수의 값의 큰 도전 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
제1 전극이나 제2 전극의 형성 방법으로서, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, 화학적 기상 성장법(CVD법)이나 MOCVD법, 이온 플레이팅법과 에칭법의 조합; 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법, 메탈 마스크 인쇄법이라는 각종 인쇄법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어브레이전법; 졸·겔법 등을 들 수 있다. 각종 인쇄법이나 도금법에 의하면, 직접, 소망하는 형상(패턴)을 갖는 제1 전극이나 제2 전극을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 유기층을 형성한 후, 제2 전극을 형성하는 경우, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법, 또한, MOCVD법이라는 성막 방법에 의거하여 형성하는 것이, 유기층의 데미지 발생을 방지한다는 관점에서 바람직하다. 유기층에 데미지가 발생하면, 리크 전류의 발생에 의한 「멸점」이라고 불리는 비(菲) 발광 화소(또는 비 발광 부화소)가 생길 우려가 있다.
전술한 바와 같이, 유기층은 유기 발광 재료로 이루어지는 발광층을 구비하고 있는데, 구체적으로는, 예를 들면, 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층의 적층 구조, 정공 수송층과 전자 수송층을 겸한 발광층의 적층 구조, 정공 주입층과 정공 수송층과 발광층과 전자 수송층과 전자 주입층의 적층 구조 등으로 구성할 수 있다. 유기층의 형성 방법으로서, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD법); 스크린 인쇄법이나 잉크젯 인쇄법이라는 인쇄법; 전사용 기판상에 형성된 레이저 흡수층과 유기층의 적층 구조에 대해 레이저를 조사함으로써 레이저 흡수층상의 유기층을 분리하여, 유기층을 전사한다는 레이저 전사법, 각종의 도포법을 예시할 수 있다. 유기층을 진공 증착법에 의거하여 형성하는 경우, 예를 들면, 이른바 메탈 마스크를 이용하고, 이러한 메탈 마스크에 마련된 개구를 통과한 재료를 퇴적시킴으로써 유기층을 얻을 수 있다.
본 개시의 발광 소자 또는 표시 장치에서는, 기체나 절연층, 층간 절연층이 형성되는데, 이들을 구성하는 절연 재료로서, SiO2, NSG(논 도프·실리케이트·글라스), BPSG(붕소·인·실리케이트·글라스), PSG, BSG, AsSG, SbSG, PbSG, SOG(스핀 온 글라스), LTO(Low Temperature Oxide, 저온 CVD-SiO2), 저융점 글라스, 글라스 페이스트 등의 SiOX계 재료(실리콘계 산화막을 구성하는 재료); SiON계 재료를 포함하는 SiN계 재료; SiOC; SiOF; SiCN을 들 수 있다. 또한, 산화 티탄(TiO2), 산화 탄탈(Ta2O5), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 마그네슘(MgO), 산화 크롬(CrOx), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 니오브(Nb2O5), 산화 주석(SnO2), 산화 바나듐(VOx)이라는 무기 절연 재료를 들 수 있다. 또한, 폴리이미드계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지라는 각종 수지나, SiOCH, 유기 SOG, 불소계 수지라는 저유전율 절연 재료(예를 들면, 유전율(k)(=ε/ε0)이 예를 들어 3.5 이하의 재료이고, 구체적으로는, 예를 들면, 플루오로카본, 시클로퍼플루오로카본 폴리머, 벤조시클로부텐, 환상 불소계 수지, 폴리테트라플루오로에틸렌, 어모퍼스테트라플루오로에틸렌, 폴리아릴에테르, 불화 아릴에테르, 불화 폴리이미드, 어모퍼스카본, 파릴렌(폴리파라크실렌), 불화 풀러렌)을 들 수 있고, Silk(The Dow Chemical Co.의 상표이고, 도포형 저유전율 층간 절연막 재료), Flare(Honeywell Electronic Materials Co.의 상표이고, 폴리알릴에테르(PAE)계 재료)를 예시할 수도 있다. 그리고, 이들을, 단독 또는 적절히 조합시켜서 사용할 수 있다. 절연층이나 층간 절연층, 기체는, 단층 구조를 가지고 있어도 좋고, 적층 구조를 가지고 있어도 좋다. 절연층이나 층간 절연층, 기체는, 각종 CVD법, 각종 도포법, 스퍼터링법이나 진공 증착법을 포함하는 각종 PVD법, 스크린 인쇄법이라는 각종 인쇄법, 도금법, 전착법, 침지법, 졸-겔법 등의 공지의 방법에 의거하여 형성할 수 있다.
표시 장치의 광을 출사하는 최외면(구체적으로는, 제2 기판의 외면)에는, 자외선 흡수층, 오염 방지층, 하드 코트층, 대전 방지층을 형성해도 좋고, 보호 부재(예를 들면, 커버 글라스)를 배치해도 좋다.
이상에 설명한 각종의 바람직한 형태, 구성을 포함하는 본 개시의 표시 장치는, 유기 일렉트로루미네선스 표시 장치(유기 EL 표시 장치)로 이루어지는 구성으로 할 수 있고, 발광 소자는, 유기 일렉트로루미네선스 소자(유기 EL 소자)로 이루어지는 구성으로 할 수 있다.
유기 EL 표시 장치는, 더한층의 광 추출 효율의 향상을 도모하기 위해, 공진기 구조를 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제1 전극과 유기층의 계면에 의해 구성된 제1 계면(또는, 제1 전극의 아래에 층간 절연층이 마련되고, 층간 절연층의 아래에 광반사층이 마련된 구조에서는, 광반사층과 층간 절연층의 계면에 의해 구성된 제1 계면)과, 제2 전극과 유기층의 계면에 의해 구성된 제2 계면 사이에서, 발광층에서 발광한 광을 공진시켜서, 그 일부를 제2 전극으로부터 출사시킨다. 그리고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리를 L1, 광학 거리를 OL1, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리를 L2, 광학 거리를 OL2로 하고, m1 및 m2를 정수로 했을 때, 이하의 식(1-1) 및 식(1-2)을 충족시키고 있다.
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≤2×OL1/λ≤1.2{-Φ1/(2π)+m1} …(1-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≤2×OL2/λ≤1.2{-Φ2/(2π)+m2} …(1-2)
여기서,
λ: 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(또한, 발광층에서 발생한 광 내의 소망하는 파장)
Φ1: 제1 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위: 라디안). 단, -2π<Φ1≤0
Φ2: 제2 계면에서 반사되는 광의 위상 시프트량(단위: 라디안). 단, -2π<Φ2≤0
이다.
여기서, m1의 값은 0 이상의 값이고, m2의 값은, m1의 값과 독립하여, 0 이상의 값인데, (m1, m2)=(0,0)인 형태, (m1, m2)=(0,1)인 형태, (m1, m2)=(1,0)인 형태, (m1, m2)=(1,1)인 형태를 예시할 수 있다.
발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 거리(L1)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제1 계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리키고, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 거리(L2)란, 발광층의 최대 발광 위치로부터 제2 계면까지의 실제의 거리(물리적 거리)를 가리킨다. 또한, 광학 거리란, 광로 길이라고도 불리고, 일반적으로, 굴절율(n)의 매질 중을 거리(L)만큼 광선이 통과했을 때의 n×L을 가리킨다. 이하에서도, 마찬가지이다. 따라서, 평균 굴절율을 nave로 했을 때,
OL1=L1×nave
OL2=L2×nave
의 관계가 있다. 여기서, 평균 굴절율(nave)이란, 유기층(또는, 유기층, 제1 전극 및 층간 절연층)을 구성하는 각 층의 굴절율과 두께의 곱을 합계하고, 유기층(또는, 유기층, 제1 전극 및 층간 절연층)의 두께로 나눈 것이다.
제1 전극 또는 광반사층 및 제2 전극은 입사한 광의 일부를 흡수하고, 잔여를 반사한다. 따라서, 반사되는 광에 위상 시프트가 생긴다. 이 위상 시프트량(Φ1, Φ2)은, 제1 전극 또는 광반사층 및 제2 전극을 구성하는 재료의 복소 굴절율의 실수 부분과 허수 부분의 값을, 예를 들어 엘립소미터를 이용하여 측정하고, 이들 값에 의거하는 계산을 행함으로써 구할 수 있다(예를 들면, "Principles of Optic", Max Born and Emil Wolf, 1974(PERGAMON PRESS) 참조). 유기층이나 층간 절연층 등의 굴절율도 엘립소미터를 이용하여 측정함으로써 구할 수 있다.
광반사층을 구성하는 재료로서, 알루미늄, 알루미늄 합금(예를 들면, Al-Nd나 Al-Cu), Al/Ti 적층 구조, Al-Cu/Ti 적층 구조, 크롬(Cr), 은(Ag), 은 합금(예를 들면, Ag-Pd-Cu, Ag-Sm-Cu), 구리, 구리 합금, 금, 금 합금을 들 수 있고, 예를 들면, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, CVD법이나 이온 플레이팅법; 도금법(전기 도금법이나 무전해 도금법); 리프트 오프법; 레이저 어브레이전법; 졸·겔법 등에 의해 형성할 수 있다.
이와 같이, 공진기 구조를 갖는 유기 EL 표시 장치에서, 실제로는, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 적색 발광 소자(경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 구성된 적색 발광 소자)는, 발광층에서 발광한 적색광을 공진시켜서, 붉은 빛이 도는 광(적색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 또한, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 녹색 발광 소자(경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 녹색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 구성된 녹색 발광 소자)는, 발광층에서 발광한 녹색광을 공진시켜서, 초록 빛이 도는 광(녹색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 또한, 백색광을 발광하는 유기층으로 구성된 청색 발광 소자(경우에 따라서는, 백색광을 발광하는 유기층과 청색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 조합시킴으로써 구성된 청색 발광 소자)는, 발광층에서 발광한 청색광을 공진시켜서, 푸른 빛이 도는 광(청색의 영역에 광 스펙트럼의 피크를 갖는 광)을 제2 전극으로부터 출사한다. 즉, 발광층에서 발생한 광중의 소망하는 파장(λ)(구체적으로는, 적색의 파장, 녹색의 파장, 청색의 파장)을 결정하고, 식(1-1), 식(1-2)에 의거하여, 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자, 청색 발광 소자의 각각에서의 OL1, OL2 등의 각종 파라미터를 구하여, 각 발광 소자를 설계하면 좋다. 예를 들면, 특개2012-216495의 단락 번호 [0041]에는, 유기층을 공진부로 한 공진기 구조를 갖는 유기 EL 소자가 개시되어 있고, 발광점(발광면)으로부터 반사면까지의 거리를 적절하게 조정하는 것이 가능해지기 때문에, 유기층의 막두께는, 80㎚ 이상, 500㎚ 이하인 것이 바람직하고, 150㎚ 이상, 350㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다고 기재되어 있다.
유기 EL 표시 장치에서는, 정공 수송층(정공 공급층)의 두께와 전자 수송층(전자 공급층)의 두께는, 개략 동등한 것이 바람직하다. 또한, 정공 수송층(정공 공급층)보다도 전자 수송층(전자 공급층)을 두껍게 해도 좋고, 이에 의해, 낮은 구동 전압으로 고효율화에 필요한, 또한, 발광층에의 충분한 전자 공급이 가능해진다. 즉, 애노드 전극에 상당하는 제1 전극과 발광층 사이에 정공 수송층을 배치하고, 게다가, 전자 수송층보다도 얇은 막두께로 형성함으로써, 정공의 공급을 증대시키는 것이 가능해진다. 그래서, 이에 의해, 정공과 전자의 과부족이 없고, 또한, 캐리어 공급량도 충분히 많은 캐리어 밸런스를 얻을 수 있기 때문에, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다. 또한, 정공과 전자의 과부족이 없음으로써, 캐리어 균형이 깨지기 어렵고, 구동 열화가 억제되고, 발광 수명을 길게 할 수 있다.
표시 장치는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터를 구성하는 모니터 장치로서 사용할 수 있고, 텔레비전 수상기나 휴대 전화, PDA(휴대 정보 단말, Personal Digital Assistant), 게임 기기에 조립된 모니터 장치로서 사용할 수 있다. 또한, 전자 뷰파인더(Electronic View Finder, EVF)나 두부 장착형 디스플레이(Head Mounted Display, HMD)에 적용할 수 있다. 또한, 전자 북, 전자 신문 등의 전자 페이퍼, 간판, 포스터, 칠판 등의 게시판, 프린터 용지 대체의 리라이터블 페이퍼, 가전 제품의 표시부, 포인트 카드 등의 카드 표시부, 전자 광고, 전자 POP에서의 화상 표시 장치를 구성할 수 있다. 본 개시의 표시 장치를 발광 장치로서 사용하고, 액정 표시 장치용의 백라이트 장치나 면상 광원 장치를 포함하는 각종 조명 장치를 구성할 수 있다.
두부 장착형 디스플레이는, 예를 들면,
(가) 관찰자의 두부에 장착되는 프레임, 및,
(나) 프레임에 부착된 화상 표시 장치를 구비하고 있고,
화상 표시 장치는,
(A) 본 개시의 표시 장치, 및,
(B) 본 개시의 표시 장치로부터 출사된 광이 입사되고, 출사되는 광학 장치를 구비하고 있고,
광학 장치는,
(B-1) 본 개시의 표시 장치로부터 입사된 광이 내부를 전반사에 의해 전파된 후, 관찰자를 향하여 출사되는 도광판,
(B-2) 도광판에 입사된 광이 도광판의 내부에서 전반사되도록, 도광판에 입사된 광을 편향시키는 제1 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어진다), 및,
(B-3) 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 도광판으로부터 출사시키기 위해, 도광판의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 복수회에 걸쳐 편향시키는 제2 편향 수단(예를 들면, 체적 홀로그램 회절 격자막으로 이루어진다)으로 이루어진다.
실시례 1
실시례 1은, 본 개시의 발광 소자 및 본 개시의 표시 장치에 관한 것이다. 실시례 1의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 1에 도시한다. 실시례 1의 표시 장치는 유기 EL 표시 장치로 이루어지고, 발광 소자는 유기 EL 소자로 이루어진다. 또한, 실시례 1의 표시 장치는, 제2 기판으로부터 광을 출사하는 톱 이미션 방식(상면 발광 방식)의 표시 장치(상면 발광형 표시 장치)이고, 파장 선택 수단인 컬러 필터층이 제1 기판측에 마련되어 있다. 즉, 컬러 필터층은, 온 칩 컬러 필터층 구조(OCCF 구조)를 가진다.
실시례 1의 발광 소자(10)는,
제1 기판(41) 및 제2 기판(42),
제1 기판(41)의 상방에 마련된 발광부(30),
발광부(30)의 상방에 형성되고, 제2 기판(42)을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈(51),
제2 기판(42)에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈(51)를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈(52), 및,
제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이에 개재하는 접합 부재(35)를 구비하고 있다.
또한, 실시례 1의 표시 장치는,
제1 기판(41) 및 제2 기판(42), 및,
제1 기판(41)에 마련된 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자(10)는,
제1 기판(41)의 상방에 마련된 발광부(30),
발광부(30)의 상방에 형성되고, 제2 기판(42)을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈(51),
제2 기판(42)에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈(51)를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈(52), 및,
제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이에 개재하는 접합 부재(35)를 구비하고 있다.
그리고, 실시례 1의 발광 소자(10)에서는, 집속계를 구성하기 위해, 제1 마이크로 렌즈(51)를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈(52)를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재(35)를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때, n1>n0, 및, n2>n0, 바람직하게는, n1=n2>n0을 만족한다. 구체적으로는,
n1=n2=1.55
n0=1.35로
하였다. 제1 마이크로 렌즈(51) 및 제2 마이크로 렌즈(52)는 아크릴계 접착제로 이루어지고, 접합 부재(봉지 수지층)(35)도 아크릴계 접착제(단, 제1 마이크로 렌즈(51) 및 제2 마이크로 렌즈(52)를 구성하는 아크릴계 접착제와는 다르다)로 이루어진다. 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)는, 접합 부재(35)에 의해 첩합되어 있다. 그리고, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')과 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축(LN")은 일치하고 있고, 발광 영역의 중심(LN)을 통과한다. 또한, 파장 선택 수단(컬러 필터층(CF))의 파장 선택 수단의 중심점은, 발광 영역의 중심(LN)을 통과한다.
또한, 실시례 1에서, 발광 소자(10)는, 발광부(30)와 제1 마이크로 렌즈(51) 사이에 파장 선택 수단을 가진다. 파장 선택 수단은, 구체적으로는, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)으로 구성되어 있고, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)은 제1 기판측에 마련되어 있다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 표시 장치에서, 하나의 화소는, 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)의 3개의 발광 소자로 구성되어 있다. 제1 발광 소자(101)를 구성하는 유기층(33), 제2 발광 소자(102)를 구성하는 유기층(33) 및 제3 발광 소자(103)를 구성하는 유기층(33)은, 백색광을 발광한다. 즉, 적색광을 출사하는 제1 발광 소자(101)는, 백색광을 발광하는 유기층(33)과 적색 컬러 필터층(CFR)의 조합으로 구성되어 있다. 녹색광을 출사하는 제2 발광 소자(102)는, 백색광을 발광하는 유기층(33)과 녹색 컬러 필터층(CFG)의 조합으로 구성되어 있다. 청색광을 출사하는 제3 발광 소자(103)는, 백색광을 발광하는 유기층(33)과 청색 컬러 필터층(CFB)의 조합으로 구성되어 있다. 유기층(33)은, 전체로서 백색광을 발광한다. 화소수는, 예를 들어 1920×1080이고, 하나의 발광 소자(표시 소자)는 하나의 부화소를 구성하고, 발광 소자(구체적으로는 유기 EL 소자)는 화소수의 3배이다.
실시례 1 또는 후술하는 실시례 2∼실시례 5의 표시 장치에서, 발광 소자는, 구체적으로는,
제1 전극(31),
제1 전극(31)상에 형성된 유기층(33),
유기층(33)상에 형성된 제2 전극(32),
제2 전극(32)상에 형성된 보호층(평탄화층)(34), 및,
보호층(34)상에 형성된 컬러 필터층(CF(CFR, CFG, CFB))으로 구성되어 있다.
그리고, 유기층(33)으로부터의 광이, 제2 전극(32), 보호층(34), 컬러 필터층(CF), 제1 마이크로 렌즈(51), 접합 부재(35), 제2 마이크로 렌즈(52), 하지층(36) 및 제2 기판(42)을 통하여 외부에 출사된다.
제1 전극(31)은, 각 발광 소자(101, 102, 103)마다 마련되어 있고, 기체(26)상에 형성되어 있다. 제2 전극(32)은, 발광 소자(101, 102, 103)에 공통되게 마련되어 있다. 즉, 제2 전극(32)은, 이른바 베타 전극이다. 절연 재료로 구성된 기체(26)의 하방에는 제1 기판(41)이 배치되어 있고, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)의 정상면의 상방에 제2 기판(42)이 배치되어 있다.
CVD법에 의거하여 형성되는 SiON으로 이루어지는 기체(26)의 하방에는, 발광 소자 구동부가 마련되어 있다. 발광 소자 구동부는 주지의 회로 구성으로 할 수 있다. 발광 소자 구동부는, 제1 기판(41)에 상당하는 실리콘 반도체 기판에 형성된 트랜지스터(구체적으로는, MOSFET)로 구성되어 있다. MOSFET로 이루어지는 트랜지스터(20)는, 제1 기판(41)상에 형성된 게이트 절연층(22), 게이트 절연층(22)상에 형성된 게이트 전극(21), 제1 기판(41)에 형성된 소스/드레인 영역(24), 소스/드레인 영역(24) 사이에 형성된 채널 형성 영역(23), 및, 채널 형성 영역(23) 및 소스/드레인 영역(24)을 둘러싸는 소자 분리 영역(25)으로 구성되어 있다. 트랜지스터(20)와 제1 전극(31)은, 기체(26)에 마련된 콘택트 플러그(27)를 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도면에서는, 하나의 발광 소자 구동부에 관해, 하나의 트랜지스터(20)를 도시하였다.
또한, 절연 재료로 이루어지는 기체(26) 위에는, 상술한 바와 같이, 각 발광 소자마다 제1 전극(31)이 마련되어 있다. 그리고, 저부(底部)에 제1 전극(31)이 노출한 개구부(28')를 갖는 절연층(28)이 기체(26) 위에 형성되어 있고, 유기층(33)은, 적어도, 개구부(28')의 저부에 노출한 제1 전극(31) 위에 형성되어 있다. 구체적으로는, 유기층(33)은, 개구부(28')의 저부에 노출한 제1 전극(31) 위로부터 절연층(28) 위에 걸쳐 형성되어 있고, 절연층(28)은, 제1 전극(31)으로부터 기체(26)상에 걸쳐 형성되어 있다. 유기층(33)의 실제로 발광하는 부분은, 절연층(28)에 의해 둘러싸여 있다. 즉, 발광 영역은, 제1 전극(31)과 제1 전극(31)상에 형성된 유기층(33)이 접하는 영역으로 구성되어 있고, 기체(26) 위에 마련되어 있고, 절연층(28)에 의해 둘러싸인 유기층(33)의 영역이 발광 영역에 상당한다. 절연층(28) 및 제2 전극(32)은, SiN으로 이루어지는 보호층(34)에 의해 덮여 있다.
제2 전극(32)은, 표시 장치의 외주부에서, 기체(26)에 형성된 도시하지 않은 콘택트 홀(콘택트 플러그)를 통하여 발광 소자 구동부와 접속되어 있다. 또한, 표시 장치의 외주부에서, 제2 전극(32)의 하방에 제2 전극(32)에 접속된 보조 전극을 마련하고, 보조 전극을 발광 소자 구동부와 접속해도 좋다.
제1 전극(31)은 애노드 전극으로서 기능하고, 제2 전극(32)은 캐소드 전극으로서 기능한다. 제1 전극(31)은, 광반사 재료, 구체적으로는, Al-Nd 합금으로 이루어지고, 제2 전극(32)은, ITO 등의 투명 도전 재료로 이루어진다. 제1 전극(31)은, 진공 증착법과 에칭법의 조합에 의거하여 형성되어 있다. 또한, 제2 전극(32)은, 특히 진공 증착법과 같은 성막 입자의 에너지가 작은 성막 방법에 의해 성막되어 있다. 제1 기판(41)은 실리콘 반도체 기판으로 이루어지고, 제2 기판(42)은 글라스 기판으로 이루어진다.
실시례 1에서, 유기층(33)은, 정공 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 정공 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 발광층, 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)의 적층 구조를 가진다. 발광층은, 다른 색을 발광하는 적어도 2층의 발광층으로 구성되어 있고, 유기층(33)으로부터 출사되는 광은 백색이다. 구체적으로는, 발광층은, 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층 및 청색을 발광하는 청색 발광층의 3층이 적층된 구조를 가진다. 발광층을, 청색을 발광하는 청색 발광층 및 황색을 발광하는 황색 발광층의 2층이 적층된 구조(전체로서 백색광을 발광)로 할 수도 있고, 청색을 발광하는 청색 발광층 및 오렌지색을 발광하는 오렌지색 발광층의 2층이 적층된 구조(전체로서 백색광을 발광)로 할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 적색을 표시해야 할 제1 발광 소자(101)에는 적색 컬러 필터층(CFR)이 구비되어 있고, 녹색을 표시해야 할 제2 발광 소자(102)에는 녹색 컬러 필터층(CFG)이 구비되어 있고, 청색을 표시해야 할 제3 발광 소자(103)에는 청색 컬러 필터층(CFB)이 구비되어 있다. 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)는, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)을 제외하고, 같은 구성, 구조를 가진다.
정공 주입층은, 정공 주입 효율을 높이는 층임과 함께, 리크를 방지하는 버퍼층으로서 기능하고, 두께는, 예를 들어 2㎚ 내지 10㎚ 정도이다. 정공 주입층은, 예를 들면, 이하의 식(A) 또는 식(B)으로 표시되는 헥사아자트리페닐렌 유도체로 이루어진다. 또한, 정공 주입층의 단면(端面)이 제2 전극과 접한 상태가 되면, 화소 사이의 휘도 편차 발생의 주된 원인이 되고, 표시 화질의 저하에 이어진다.
여기서, R1∼R6은, 각각, 독립적으로, 수소, 할로겐, 히드록시기, 아미노기, 아릴아미노기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 카르보닐에스테르기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알킬기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알케닐기, 탄소수 20 이하의 치환 또는 무치환의 알콕시기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 아릴기, 탄소수 30 이하의 치환 또는 무치환의 복소환기, 니트릴기, 시아노기, 니트로기, 또는, 실릴기로부터 선택되는 치환기이고, 인접하는 Rm(m=1∼6)은 환상 구조를 통하여 서로 결합해도 좋다. 또한, X1∼X6은, 각각, 독립적으로, 탄소 또는 질소 원자이다.
정공 수송층은 발광층에의 정공 수송 효율을 높이는 층이다. 발광층에서는, 전계가 가해지면 전자와 정공의 재결합이 일어나고, 광을 발생한다. 전자 수송층은 발광층에의 전자 수송 효율을 높이는 층이고, 전자 주입층은 발광층에의 전자 주입 효율을 높이는 층이다.
정공 수송층은, 예를 들면, 두께가 40㎚ 정도인 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA) 또는 α-나프틸페닐디아민(αNPD)으로 이루어진다.
발광층은, 혼색에 의해 백색광이 생기는 발광층이고, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층되어 이루어진다.
적색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 적색의 광이 발생한다. 이와 같은 적색 발광층은, 예를 들면, 적색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양전하 수송성 재료 중, 적어도 한 종류의 재료를 포함하고 있다. 적색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 5㎚ 정도인 적색 발광층은, 예를 들면, 4,4-비스(2,2-디페닐비닐)비페닐(DPVBi)에, 2,6-비스[(4'-메톡시디페닐아미노)스티릴]-1,5-디시아노나프탈렌(BSN)을 30질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
녹색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 녹색의 광이 발생한다. 이와 같은 녹색 발광층은, 예를 들면, 녹색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양 전하 수송성 재료 중, 적어도 한 종류의 재료를 포함하고 있다. 녹색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 10㎚ 정도인 녹색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 쿠마린(6)을 5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
청색 발광층에서는, 전계가 가해짐에 의해, 제1 전극(31)으로부터 주입된 정공의 일부와, 제2 전극(32)으로부터 주입된 전자의 일부가 재결합하여, 청색의 광이 발생한다. 이와 같은 청색 발광층은, 예를 들면, 청색 발광 재료, 정공 수송성 재료, 전자 수송성 재료 및 양 전하 수송성 재료 중, 적어도 한 종류의 재료를 포함하고 있다. 청색 발광 재료는, 형광성의 재료라도 좋고, 인광성의 재료라도 좋다. 두께가 30㎚ 정도의 청색 발광층은, 예를 들면, DPVBi에, 4,4'-비스[2-{4-(N,N-디페닐아미노)페닐}비닐]비페닐(DPAVBi)을 2.5질량% 혼합한 것으로 이루어진다.
두께가 20㎚ 정도인 전자 수송층은, 예를 들면, 8-히드록시퀴놀린알루미늄(Alq3)으로 이루어진다. 두께가 0.3㎚ 정도인 전자 주입층은, 예를 들면, LiF 또는 Li2O 등으로 이루어진다.
단, 각 층을 구성하는 재료는 예시이고, 이들 재료로 한정하는 것이 아니다. 또한, 예를 들면, 발광층은, 청색 발광층과 황색 발광층으로 구성되어 있어도 좋고, 청색 발광층과 오렌지색 발광층으로 구성되어 있어도 좋다.
이하, 도 1에 도시한 실시례 1의 발광 소자의 제조 방법의 개요를 설명한다.
[공정-100]
우선, 실리콘 반도체 기판(제1 기판(41))에 발광 소자 구동부를 공지의 MOSFET 제조 프로세스에 의거하여 형성한다.
[공정-110]
이어서, CVD법에 의거하여 전면에 기체(26)를 형성한다.
[공정-120]
다음으로, 트랜지스터(20)의 일방의 소스/드레인 영역의 상방에 위치하는 기체(26)의 부분에, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 접속 구멍을 형성한다. 그 후, 접속 구멍을 포함하는 기체(26) 위에 금속층을, 예를 들면, 스퍼터링법에 의거하여 형성하고, 이어서, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여 금속층을 패터닝함으로써, 기체(26)의 일부분 위에 제1 전극(31)을 형성할 수 있다. 제1 전극(31)은, 각 발광 소자마다 분리되어 있다. 아울러, 접속 구멍 내에 제1 전극(31)과 트랜지스터(20)를 전기적으로 접속하는 콘택트 홀(콘택트 플러그)(27)을 형성할 수 있다.
[공정-130]
그 후, 예를 들면, CVD법에 의거하여, 전면에 절연층(28)을 형성한 후, 포토 리소그래피 기술 및 에칭 기술에 의거하여, 제1 전극(31)상의 절연층(28)의 일부에 개구부(28')를 형성한다. 개구부(28')의 저부에 제1 전극(31)이 노출하고 있다.
[공정-140]
이어서, 제1 전극(31) 및 절연층(28) 위에, 유기층(33)을, 예를 들면, 진공 증착법이나 스퍼터링법이라는 PVD법, 스핀 코트법이나 다이 코트법 등의 코팅법 등에 의해 성막한다. 이어서, 예를 들어 진공 증착법 등에 의거하여, 전면에 제2 전극(32)을 형성한다. 이와 같이 하여, 제1 전극(31)상에, 유기층(33) 및 제2 전극(32)을 형성할 수 있다.
[공정-150]
그 후, 예를 들어 CVD법 또는 PVD법에 의해, 또한, 코팅법에 의해, 전면에 보호층(34)을 형성한다. 그리고, 보호층(34) 위에, 주지의 방법에 의거하여, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB)을 형성한다.
[공정-160]
다음으로, 컬러 필터층(CF(CFR, CFG, CFB)) 위에, 제1 마이크로 렌즈(51)를 형성하기 위한 제1 렌즈 형성층을 형성하고, 그 위에 제1 레지스트 재료층을 형성한다. 그리고, 제1 레지스트 재료층을 패터닝하고, 또한, 가열 처리를 시행함으로써, 제1 레지스트 재료층을 렌즈 형상으로 한다. 이어서, 제1 레지스트 재료층 및 제1 렌즈 형성층을 에치백 함으로써, 제1 레지스트 재료층에 형성된 형상을 제1 렌즈 형성층에 전사한다. 이리해서, 제1 마이크로 렌즈(51)를 얻을 수 있다.
[공정-170]
한편, 제2 기판(42)에 하지층(36)을 형성하고, 하지층(36) 위에, 제2 마이크로 렌즈(52)를 형성하기 위한 제2 렌즈 형성층을 형성하고, 그 위에 제2 레지스트 재료층을 형성한다. 그리고, 제2 레지스트 재료층을 패터닝하고, 또한, 가열 처리를 시행함으로써, 제2 레지스트 재료층을 렌즈 형상으로 한다. 이어서, 제2 레지스트 재료층 및 제2 렌즈 형성층을 에치백 함으로써, 제2 레지스트 재료층에 형성된 형상을 제2 렌즈 형성층에 전사한다. 이리해서, 제2 마이크로 렌즈(52)를 얻을 수 있다.
[공정-180]
그리고, 접합 부재(봉지 수지층(35))를 통하여, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)을, 구체적으로는, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)를, 첩합시킨다. 이리해서, 도 1에 도시한 표시 장치(유기 EL 표시 장치)를 얻을 수 있다.
실시례 1의 발광 소자 또는 표시 장치에서는, 제1 마이크로 렌즈 및 제2 마이크로 렌즈를 마련함에 의해, 유기층으로부터의 광을 소망하는 상태로 집속(또는 발산)시킬 수 있는 결과, 시야각 특성의 제어를 행할 수 있고, 정면광 취출 효율의 향상을 도모할 수 있다. 게다가, 발광 소자의 제조 공정에서, 상기 [공정-160]에서는, 평탄한 컬러 필터층 위에, 위로 볼록한 제1 마이크로 렌즈를 형성하면 좋고, 또한, 제1 마이크로 렌즈의 형성과는 독립적으로, 상기 [공정-170]에서는, 평탄한 하지층 위에, 위로 볼록한 제2 마이크로 렌즈를 형성하면 좋다. 그러므로, 예를 들면, 평탄한 컬러 필터층 위에, 위로 볼록한 제1 마이크로 렌즈를 형성하고, 이어서, 전면에 평탄화층을 형성하고, 평탄화층 위에, 다시, 위로 볼록한 제2 마이크로 렌즈를 형성한다는 공정을 상정한 경우와 비교하여, 발광 소자, 표시 장치의 제조 공정이 대폭적으로 증가하는 일이 없고, 제조 공정의 간소화를 도모할 수 있다.
실시례 2
실시례 2는, 실시례 1의 변형이다. 실시례 2의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 2에 도시하고, 실시례 2의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 3에 도시한다. 또한, 도 3에 도시하는 광선의 거동에서는, 각 층을 구성하는 재료의 굴절율의 상위(相違)에 기인하여 광선의 진행 방향이 변화하는 상태의 도시는 생략하였다.
실시례 2의 발광 소자(10)에서, 제1 마이크로 렌즈(51)의 정상부와 제2 마이크로 렌즈(52)의 정상부는 접해 있다. 그리고, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)가 접한 정상부에 의해 평탄부(53)가 형성된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 평탄부(53)의 면적을 S12, 발광부(30)의 발광 영역의 면적을 S0으로 했을 때,
0.5≤S0/S12≤1.2를
만족한다. 나아가서는, 평탄부(53)를 제외하는 제1 마이크로 렌즈(51)의 부분(51A)의 곡률 반경을 r1, 평탄부(53)를 제외하는 제2 마이크로 렌즈(52)의 부분(52A)의 곡률 반경을 r2로 했을 때,
r2/r1>1을
만족한다. 나아가서는, 발광부(30)의 발광 영역의 중앙부(O)로부터 출사된 광으로서, 평탄부(53)를 제외하는 제1 마이크로 렌즈(51)의 부분으로부터 출사되고, 접합 부재(35)를 통과하고, 평탄부(53)를 제외하는 제2 마이크로 렌즈(52)의 부분에 입사하고, 제2 기판(42)으로부터 출사되는 광의, 제2 기판(42)에 대한 출사각(θout)은, 10도 이하이다. 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)는, 접합 부재(35)에 의해 첩합되어 있다.
실시례 2의 발광 소자(10)에서는, 유기층(33)으로부터의 광이, 제2 전극(32), 보호층(34), 컬러 필터층(CF), 제1 마이크로 렌즈(51), 접합 부재(35), 제2 마이크로 렌즈(52), 하지층(36) 및 제2 기판(42)을 통하여 외부에 출사된다. 또한, 유기층(33)으로부터의 광이, 제2 전극(32), 보호층(34), 컬러 필터층(CF), 제1 마이크로 렌즈(51), 평탄부(53), 제2 마이크로 렌즈(52), 하지층(36) 및 제2 기판(42)을 통하여 외부에 출사된다.
실시례 2의 발광 소자에서는, 예를 들면, 발광부(30)의 중앙부(O)로부터 출사하고, 제1 마이크로 렌즈(51)의 주연부(51A)의 근방을 향하는 광선은, 제1 마이크로 렌즈(51)와 접합 부재(35)의 계면에서, n1>n0이기 때문에, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축을 향하는 방향으로 구부러진다. 제1 마이크로 렌즈(51)의 형상에도 의존하지만, 제1 마이크로 렌즈(51)의 주연부(51A)의 근방을 향하는 광선은, 제1 마이크로 렌즈(51)와 접합 부재(35)의 계면(제1 마이크로 렌즈(51)의 광출사면(외면))에 대해 입사각이 커지지만, n1과 n0의 굴절율 차에 의해, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축을 향하는 방향으로 크게 구부러진다. 그리고, 접합 부재(35)를 경유하여 제2 마이크로 렌즈(52)의 주연부(52A)에 입사하는 광은, 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축을 향하는 방향으로 구부러지고, 최종적으로 외부에 출사된다. 여기서, r2/r1>1을 만족하면, 제2 마이크로 렌즈(52)에 입사하는 광이 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축을 향하는 방향으로 과도하게 구부러지는 것을 억제할 수 있다. 또한,
0.5≤S0/S12≤1.2를
만족하면, 정면광 취출 효율의 향상을 더 도모할 수 있고, 후술하는 블랙 매트릭스층(BM)을 마련함으로써, 정면광 취출 효율의 향상을 보다 더 도모할 수 있다.
실시례 2의 표시 장치는, 이하의 제조 방법에 의거하여 제조할 수 있다.
[공정-200]
발광부(30), 및, 발광부(30)의 상방에 형성되고, 제1 기판(41)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈(51)가, 복수, 상방에 마련된 제1 기판(41)을 준비한다. 구체적으로는, 실시례 1의 [공정-100]∼[공정-160]과 같은 공정을 실행한다.
[공정-210]
한편, 제2 기판(42)으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈(52)를 구비한 제2 기판(42)을 준비한다. 구체적으로는, 실시례 1의 [공정-170]과 같은 공정을 실행한다.
[공정-220]
그리고, 제1 기판(41)의 제1 마이크로 렌즈(51)가 마련된 면, 또는, 제2 기판(42)의 제2 마이크로 렌즈(52)가 마련된 면, 또는, 제1 기판(41)의 제1 마이크로 렌즈(51)가 마련된 면 및 제2 기판(42)의 제2 마이크로 렌즈(52)가 마련된 면에, 접합 부재(35)를 형성한다. 구체적으로는, 예를 들면, 접합 부재(35)를 도포한다.
[공정-230]
이어서, 접합 부재(35)를 통하여, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)가 대향하도록, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)을 배치하고, 제1 기판(41) 및 제2 기판(42)에 압력을 가함으로써, 제1 마이크로 렌즈(51)의 정상면과 제2 마이크로 렌즈(52)의 정상면을 접촉시켜, 평탄부(53)를 형성한다. 구체적으로는, 예를 들면, 제1 기판(41)을 고정 테이블상에 재치하고, 제2 기판(42)을 XYZ 테이블에 재치하고, 제2 기판(42)을 Z 방향으로(즉, 제1 기판(41)을 향하여) 이동시킴으로써 평탄부(53)를 형성할 수 있다. 이 상태에서의 얼라인먼트는, 러프·얼라인먼트(거친 위치 맞춤)이다. 또한, 제1 마이크로 렌즈(51) 및 제2 마이크로 렌즈(52)는, 평탄부(53)를 형성할 수 있을 정도의 유연성을 가지고 있다.
[공정-240]
그 후, 제1 기판(41)과 제2 기판(42)의 얼라인먼트를 행한다. 제1 기판(41)과 제2 기판(42)의 얼라인먼트는, 예를 들면, 제1 기판(41)에 마련된 얼라인먼트 마크와 제2 기판(42)에 마련된 얼라인먼트 마크를 적절한 장치를 이용하여 검출하고, XYZ 테이블에 재치된 제2 기판(42)을 XY 방향으로, 미소량, 이동시킴으로써 행할 수 있다. 이 상태에서의 얼라인먼트는, 파인·얼라인먼트(정밀한 위치 맞춤)이다. 그리고, 접합 부재(35)에 의해 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)를 첩합시킨다. 첩합 시의 접합 부재(35)의 경화 방법은, 접합 부재(35)를 구성하는 재료에 의존하여, 적절히, 결정하면 좋다. 이상에 의해, 실시례 2의 표시 장치를 얻을 수 있다.
또한, 실시례 2의 표시 장치의 변형례-1의 모식적인 일부 단면도를 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52)를, 평탄부(53)를 형성하는 일 없이, 정상면에서 접촉하는 상태로 해도 좋다.
실시례 3
실시례 3은, 실시례 1∼실시례 2의 변형이다. 실시례 3의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 5에 도시하고, 실시례 3의 발광 소자로부터의 광의 거동을 설명하기 위한 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 도 6에 도시한다.
실시례 3의 발광 소자(10)에서, 발광부(30')는, 제1 기판(41)을 향하여 볼록형상의 단면 형상을 가진다. 구체적으로는,
기체(26)의 표면(26A)에는 오목부(29)가 마련되어 있고,
제1 전극(31)의 적어도 일부분은, 오목부(29)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있고,
유기층(33)은, 제1 전극(31)상에, 적어도 일부분이 제1 전극(31)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있고,
제2 전극(32)은, 유기층(33)상에, 유기층(33)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있고,
평탄화층(34)은, 제2 전극(32)상에 형성되어 있다.
실시례 3의 발광 소자에서는, 오목부(29) 내에서, 제1 전극(31)의 전부가, 오목부(29)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있고, 유기층(33)의 전부가, 제1 전극(31)상에, 제1 전극(31)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있다.
실시례 5의 발광 소자(10)에서는, 제2 전극(32)과 평탄화층(34) 사이에 보호막(34')이 형성되어 있다. 보호막(34')은, 제2 전극(32)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있다. 여기서, 평탄화층(34)을 구성하는 재료의 굴절율을 n3, 보호막(34')을 구성하는 재료의 굴절율을 n4로 했을 때, n3>n4를 만족한다. (n3-n4)의 값으로서, 한정하는 것이 아니지만, 0.1 내지 0.6을 예시할 수 있다. 구체적으로는, 평탄화층(34)을 구성하는 재료는, 아크릴계 수지로 이루어지는 모재에 TiO2를 첨가하여 굴절율을 조정한(높인) 재료, 또한, 컬러 레지스트 재료와 동종의 재료(단, 안료는 첨가하지 않는 무색 투명 재료)로 이루어지는 모재에 TiO2를 첨가하여 굴절율을 조정한(높인) 재료로 이루어지고, 보호막(34')을 구성하는 재료는, SiN, SiON, Al2O3, 또는, TiO2로 이루어진다. 또한, 예를 들면,
n3=2.0
n4=1.6이다.
이와 같은 보호막(34')을 형성함으로써, 도 6에 도시하는 바와 같이, 유기층(33)으로부터 출사된 광의 일부는, 제2 전극(32) 및 보호막(34')을 통과하고, 평탄화층(34)에 입사하고, 유기층(33)으로부터 출사된 광의 일부는, 제1 전극(31)에서 반사되고, 제2 전극(32) 및 보호막(34')을 통과하고, 평탄화층(34)에 입사한다. 이와 같이, 보호막(34') 및 평탄화층(34)에 의해 내부 렌즈가 형성되는 결과, 유기층(33)으로부터 출사된 광을 발광 소자의 중앙부측을 향하는 방향으로 집광할 수 있다.
또한, 실시례 1의 발광 소자에서, 유기층(33)으로부터 출사되고, 제2 전극(32)을 통하여 평탄화층(34)에 입사했을 때의 광의 입사각을 θi, 평탄화층(34)에 입사한 광의 굴절각을 θr로 했을 때, |θr|≠0인 경우,
|θi|>|θr|를
만족한다. 이와 같은 조건을 만족함으로써, 유기층(33)으로부터 출사된 광의 일부는, 제2 전극(32)을 통과하고, 평탄화층(34)에 입사하고, 유기층(33)으로부터 출사된 광의 일부는, 제1 전극(31)에서 반사되고, 제2 전극(32)을 통과하고, 평탄화층(34)에 입사한다. 이와 같이 내부 렌즈가 형성되는 결과, 유기층(33)으로부터 출사된 광을 발광 소자의 중앙부측을 향하는 방향으로 집광할 수 있다.
이상과 같이, 오목부를 형성함으로써, 제1 전극, 유기층, 제2 전극이 평탄한 적층 구조를 가지고 있는 경우와 비교하여, 정면광 취출 효율의 향상을 보다 더 도모할 수 있다.
발광 소자를 형성해야 할 기체(26)의 부분에, 오목부(29)를 형성하기 위해서는, 구체적으로는, SiO2로 이루어지는 기체(26) 위에 SiN으로 이루어지는 마스크층(61)을 형성하고, 마스크층(61) 위에, 오목부를 형성하기 위한 형상을 부여한 레지스트층(62)를 형성한다(도 24A 및 도 24B 참조). 그리고, 레지스트층(62) 및 마스크층(61)을 에치백 함으로써, 레지스트층(62)에 형성된 형상을 마스크층(61)에 전사한다(도 24C 참조). 이어서, 전면에 레지스트층(63)을 형성한 후(도 25A 참조), 레지스트층(63), 마스크층(61) 및 기체(26)를 에치백 함으로써, 기체(26)에 오목부(29)를 형성할 수 있다(도 25B 참조). 레지스트층(63)의 재료를, 적절히, 선택하고, 게다가, 레지스트층(63), 마스크층(61) 및 기체(26)를 에치백 할 때의 에칭 조건을 적절하게 설정함으로써, 구체적으로는, 레지스트층(63)의 에칭 속도가 마스크층(61)의 에칭 속도보다도 느린 재료계 및 에칭 조건을 선택함으로써, 기체(26)에 오목부(29)를 형성할 수 있다.
또한, 기체(26) 위에 개구부(65)를 갖는 레지스트층(64)을 형성한다(도 26A 참조). 그리고, 개구부(65)를 통하여 기체(26)를 웨트 에칭 함으로써, 기체(26)에 오목부(29)를 형성할 수 있다(도 26B 참조).
또한, 예를 들어 ALD법에 의거하여, 전면에 보호막(34')을 형성하면 좋다. 보호막(34')은, 제2 전극(32)상에, 제2 전극(32)의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있고, 오목부(29) 내에서는 같은 두께를 가진다. 이어서, 도포법에 의거하여, 전면에 평탄화층(34)을 형성한 후, 평탄화층(34)의 정상면을 평탄화 처리하면 좋다.
이와 같이, 실시례 3의 발광 소자에서는, 기체의 표면에 오목부가 마련되고, 제1 전극, 유기층, 제2 전극은, 실질적으로 오목부의 정상면의 형상을 모방하여 형성되어 있다. 그리고, 이와 같이 오목부가 형성되어 있기 때문에, 오목부를 일종의 오목면 거울로서 기능시킬 수 있는 결과, 정면광 취출 효율의 향상을 더 도모하는 것이 가능해지고, 전류-발광 효율이 현격하게 향상하고, 게다가, 제조 공정이 대폭적으로 증가하는 일이 없다. 또한, 유기층의 두께가 일정한 두께이기 때문에, 공진기 구조를 용이하게 형성할 수 있다. 나아가서는, 제1 전극의 두께가 일정한 두께이기 때문에, 제1 전극의 두께 변화에 기인하여, 표시 장치를 바라보는 각도에 의존한 제1 전극의 착색(色付き)이나 휘도 변화라는 현상의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 오목부(29) 이외의 영역도, 제1 전극(32), 유기층(33) 및 제2 전극(32)의 적층 구조로 구성되어 있기 때문에, 이 영역으로부터도 광이 출사된다. 이에 의해, 집광 효율의 저하, 인접 화소로부터의 광 누설에 의한 단색 색도의 저하가 생길 가능성이 있다. 여기서, 절연층(28)과 제1 전극(31)의 경계가 발광 에어리어 단(端)이 되기 때문에, 이 경계를 최적화함으로써 광이 출사되는 영역의 최적화를 도모하면 좋다.
특히 화소 피치가 작은 마이크로 디스플레이에서는, 오목부의 깊이를 얕게 하여 유기층을 오목부 내에 형성해도, 높은 정면광 취출 효율을 달성할 수 있기 때문에, 금후의 모바일용 용도에의 적용에 적합하다. 실시례 3의 발광 소자의 시뮬레이션 결과에서는, 종래의 발광 소자와 비교하여, 3.5배, 전류―발광 효율이 향상하고, 발광 소자, 표시 장치의 장수명화, 고휘도화가 실현 가능하다. 또한, 안경류, AR(확장 현실, Augmented Reality) 글라스, EVR에의 용도가 현격하게 넓어진다.
오목부의 깊이는 깊을수록, 유기층으로부터 출사되고, 제1 전극에 의해 반사된 광을 발광 소자의 중앙부측을 향하는 방향으로 집광할 수 있다. 그렇지만, 오목부의 깊이가 깊은 경우, 오목부의 상부에서의 유기층의 형성이 곤란해지는 경우가 있다. 그렇지만, 보호막 및 평탄화층에 의해 내부 렌즈가 형성되어 있기 때문에, 오목부의 깊이가 얕아도, 제1 전극에 의해 반사된 광을 발광 소자의 중앙부측을 향하는 방향으로 집광할 수 있고, 정면광 취출 효율의 향상을 더 도모할 수 있다. 게다가, 내부 렌즈는 유기층에 대해 자기 정합적으로(셀프·얼라인으로) 형성되기 때문에, 유기층과 내부 렌즈 사이에 위치 맞춤 편차가 생기는 일이 없다. 또한, 오목부 및 내부 렌즈의 형성에 의해, 컬러 필터층을 통과하는 광의 기체 가상 평면에 대한 각도를 크게 할 수 있기 때문에, 인접 화소 사이의 혼색 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 그리고, 이에 의해, 인접 화소 사이의 광학 혼색에 기인한 색역 저하가 개선되기 때문에, 표시 장치의 색역의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 일반적으로, 유기층과 렌즈를 접근시킬수록, 효율 좋게 광각으로 광을 넓힐 수 있는데, 내부 렌즈와 유기층 사이의 거리가 매우 짧기 때문에, 발광 소자의 설계 폭, 설계 자유도가 넓어진다. 게다가, 보호막의 두께나 재료를 적절하게 선택함으로써, 내부 렌즈와 유기층 사이의 거리나 내부 렌즈의 곡률을 바꿀 수 있고, 발광 소자의 설계 폭, 설계 자유도가 더 넓어진다. 나아가서는, 내부 렌즈의 형성에는 열처리가 불필요하기 때문에, 유기층에 데미지가 생기는 일도 없다.
도 5에 도시한 예에서는, 오목부(29)의 축선(AX)을 포함하는 가상 평면으로 오목부(29)를 절단했을 때의 오목부(29)의 단면 형상을 매끄러운 곡선으로 했지만, 도 7A에 도시하는 바와 같이, 단면 형상을, 사다리꼴의 일부로 할 수도 있고, 또한, 도 7B에 도시하는 바와 같이, 직선형상의 사면(29A)과 매끄러운 곡선으로 이루어지는 저부(29B)의 조합으로 할 수도 있다. 또한, 도 7A 및 도 7B에서는, 제2 마이크로 렌즈(52)나 하지층(36)의 도시를 생략하였다. 오목부(29)의 단면 형상을 이들 형상으로 함으로써, 사면(29A)의 경사각을 크게 할 수 있는 결과, 오목부(29)의 깊이가 얕은 형상이라도, 유기층(33)으로부터 출사되고, 제1 전극(31)에서 반사되는 광의 정면 방향으로의 취출을 향상시킬 수 있다.
실시례 4
실시례 4는, 실시례 1∼실시례 3의 변형이다. 실시례 1의 변형례로서의 실시례 4의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도를 도 8, 도 9, 도 10에 도시하는데, 발광부(30)와 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이의 배치 관계는, 이하와 같다.
즉, 도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')과 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축(LN")은 일치하지 않고, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')은 발광 영역의 중심(LN)을 통과한다. 광축(LN')과 광축(LN")의 어긋남량을 D1로 나타낸다.
또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')과 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축(LN")은 일치하고 있고, 발광 영역의 중심(LN)을 통과하지 않는다. 광축(LN', LN")과 발광 영역의 중심(LN)의 어긋남량을 D0로 나타낸다.
또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')과 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축(LN")은 일치하지 않고, 제1 마이크로 렌즈(51)의 광축(LN')은 발광 영역의 중심(LN)을 통과하지 않고, 제2 마이크로 렌즈(52)의 광축(LN")은 발광 영역의 중심(LN)을 통과하지 않는다. 광축(LN')과 발광 영역의 중심(LN)의 어긋남량을 D0로 나타내고, 광축 LN'과 광축 LN"의 어긋남량을 D1로 나타낸다.
이들 발광부(30)와 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이의 배치 관계를 채용함으로써, 발광 소자로부터 출사되는 광의 방향의 제어를 행할 수 있다. 표시 장치의 중앙 영역으로부터 떨어지는 영역에 위치하는 발광 소자에서, 실시례 4의 구성을 채용하면, 표시 장치의 중앙 영역의 상방에 화상을 모을 수 있다. 표시 장치의 중앙 영역으로부터 떨어질수록, D0, D1의 값을 크게 해도 좋다. 파장 선택 수단(컬러 필터층(CF))의 중심점은, 발광 영역의 중심(LN)을 통과하는 형태로 할 수도 있고, 또한, 발광 영역의 중심을 통과하지 않는 형태로 할 수도 있다. 후자인 경우, 발광 영역의 중심으로부터 파장 선택 수단의 중심점까지의 거리도, 발광 소자가 표시 장치의 주변부에 위치할수록, 큰 값으로 하는 것이 바람직하다.
실시례 5
실시례 5는, 실시례 1∼실시례 4의 변형이다. 실시례 5의 발광 소자는, 공진기 구조를 가진다. 즉, 실시례 5의 표시 장치는, 제1 형태의 표시 장치이다. 실시례 5의 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(실시례 1의 발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 11에 도시한다.
즉, 실시례 1의 표시 장치에서,
각 발광 소자(10)는, 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자(101)는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자(102)는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자(103)는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자(101)에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)에는, 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않다.
또한, 제1 기판(41) 및 제2 기판(42), 및,
제1 기판(41)에 마련된 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자(10)는, 제1 기판(41)의 상방에 마련된 발광부(30)를 구비하고 있고,
각 발광 소자(10)는, 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자(101)는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자(102)는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자(103)는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자(101)에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)에는, 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않다.
여기서, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단으로서, 적색 컬러 필터층(CFR)을 들 수 있는데, 이것으로 한정하는 것이 아니다. 또한, 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)에서는, 컬러 필터층 대신에, 투명한 필터층(TF)이 마련되어 있다.
전술한 식(1-1), 식(1-2)에 의거하여, 적색을 표시해야 할 제1 발광 소자(101), 녹색을 표시해야 할 제2 발광 소자(102), 청색을 표시해야 할 제3 발광 소자(103)의 각각에서, 최적의 OL1, OL2를 구하면 되고, 이에 의해, 각각의 발광 소자에서 날카로운 피크를 갖는 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)는, 컬러 필터층(CFR, CFG, CFB), 및, 공진기 구조(발광층의 구성)를 제외하고, 같은 구성, 구조를 가진다.
그런데, m1, m2의 설정에 의존하여, 적색을 표시해야 할 제1 발광 소자(101)에 구비된 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(λR)(적색) 이외에도, λR보다도 짧은 파장(λR')을 갖는 광이 공진기 내에서 공진하는 경우가 있다. 마찬가지로, 녹색을 표시해야 할 제2 발광 소자(102)에 구비된 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(λG)(녹색) 이외에도, λG보다도 짧은 파장(λG')을 갖는 광이 공진기 내에서 공진하는 경우가 있다. 또한, 청색을 표시해야 할 제3 발광 소자(103)에 구비된 발광층에서 발생한 광의 스펙트럼의 최대 피크 파장(λB)(청색) 이외에도, λB보다도 짧은 파장(λB')을 갖는 광이 공진기 내에서 공진하는 경우가 있다. 통상, 파장(λG', λB')를 갖는 광은, 가시광의 범위로부터 벗어나기 때문에, 표시 장치의 관찰자에 의해 관찰되지 않는다. 그렇지만, 파장(λR')을 갖는 광은, 청색으로서 표시 장치의 관찰자에 의해 관찰되는 경우가 있다.
따라서, 이와 같은 경우, 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)에는, 파장 선택 수단을 마련할 필요가 없지만, 제1 발광 소자(101)에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단을 마련하는 것이 바람직하다. 그리고, 이에 의해, 제1 발광 소자(101)에 의해 색 순도가 높은 화상을 표시할 수 있고, 제2 발광 소자(102), 제3 발광 소자(103)에는 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않기 때문에, 제2 발광 소자(102), 제3 발광 소자(103)에서는 높은 발광 효율을 달성할 수 있다.
공진기 구조는, 구체적으로는, 제1 전극(31)을 구성하는 재료로서, 전술한 바와 같이, 고효율로 광을 반사하는 재료로 구성하면 좋다. 또한, 제1 전극(31)보다도 하방에(제1 기판(41)측에) 광반사층(37)을 마련하는 경우, 제1 전극(31)을 구성하는 재료로서, 전술한 바와 같이, 투명 도전 재료로 구성하면 좋다. 기체(26) 위에 광반사층(37)을 마련하고, 광반사층(37)을 덮는 층간 절연층(38) 위에 제1 전극(31)을 마련하는 경우, 광반사층(37), 층간 절연층(38)을, 전술한 재료로 구성하면 좋다. 광반사층(37)은, 콘택트 홀(콘택트 플러그)(27)에 접속되어 있어도 좋고(도 11 참조), 접속되어 있지 않아도 좋다.
이하, 도 12A(제1 예), 도 12B(제2 예), 도 13A(제3 예), 도 13B(제4 예), 도 14A(제5 예), 도 14B(제6 예), 도 15A(제7 예), 및, 도 15B 및 도 15C(제8 예)를 참조하여, 제1 예∼제8 예에 의거하여 공진기 구조에 관해 설명한다. 여기서, 제1 예∼제4 예, 제7 예에서, 제1 전극 및 제2 전극은, 각 발광부에서 같은 두께를 가진다. 한편, 제5 예∼제6 예에서, 제1 전극은, 각 발광부에서 다른 두께를 가지고, 제2 전극은, 각 발광부에서 같은 두께를 가진다. 또한, 제8 예에서, 제1 전극은, 각 발광부에서 다른 두께를 갖는 경우도 있고, 같은 두께를 갖는 경우도 있고, 제2 전극은, 각 발광부에서 같은 두께를 가진다.
또한, 이하의 설명에서, 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)를 구성하는 발광부를 참조 번호 301, 302, 303으로 나타내고, 제1 전극을 참조 번호 311, 312, 313로 나타내고, 제2 전극을 참조 번호 321, 322, 323로 나타내고, 유기층을 참조 번호 331, 332, 333으로 나타내고, 광반사층을 참조 번호 371, 372, 373로 나타내고, 층간 절연층을 참조 번호 381, 382, 383, 381', 382', 383'로 나타낸다. 이하의 설명에서, 사용하는 재료는 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다.
도시한 예에서는, 식(1-1) 및 식(1-2)으로부터 도출되는 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102) 및 제3 발광 소자(103)의 공진기 길이를, 제1 발광 소자(101), 제2 발광 소자(102), 제3 발광 소자(103)의 순서로 짧게 했지만, 이것으로 한정하는 것이 아니고, m1, m2의 값을, 적절히, 설정함으로써 최적의 공진기 길이를 결정하면 좋다.
공진기 구조의 제1 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 12A에 도시하고, 공진기 구조의 제2 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 12B에 도시하고, 공진기 구조의 제3 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 13A에 도시하고, 공진기 구조의 제4 예를 갖는 발광 소자의 개념도를 도 13B에 도시한다. 제1 예∼제6 예, 제8 예의 일부에서, 발광부(30)의 제1 전극(31) 아래에 층간 절연층(38, 38')이 형성되어 있고, 층간 절연층(38, 38') 아래에 광반사층(37)이 형성되어 있다. 제1 예∼제4 예에서, 층간 절연층(38, 38')의 두께는, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 그리고, 층간 절연층(381, 382, 383, 381', 382', 383')의 두께를 적절하게 설정함으로써, 발광부(30)의 발광 파장에 대해 최적의 공진이 생기는 광학적 거리를 설정할 수 있다.
제1 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제1 계면(도면에서는, 점선으로 나타낸다)은 같은 레벨이 되는 한편, 제2 계면(도면에서는, 1점 쇄선으로 나타낸다)의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 또한, 제2 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제1 계면은 다른 레벨이 되는 한편, 제2 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 같다.
제2 예에서, 층간 절연층(381', 382', 383')은, 광반사층(37)의 표면이 산화된 산화막으로 구성되어 있다. 산화막으로 이루어지는 층간 절연층(38')은, 광반사층(37)을 구성하는 재료에 의존하여, 예를 들면, 알루미늄 산화물, 탄탈 산화물, 티탄 산화물, 마그네슘 산화물, 지르코늄 산화물 등으로 구성된다. 광반사층(37)의 표면의 산화는, 예를 들면, 이하의 방법으로 행할 수 있다. 즉, 용기 속에 충전된 전해액 중에, 광반사층(37)이 형성된 제1 기판(41)을 침지한다. 또한, 광반사층(37)과 대향하도록 음극을 배치한다. 그리고, 광반사층(37)을 양극으로 하여, 광반사층(37)을 양극 산화한다. 양극 산화에 의한 산화막의 막두께는, 양극인 광반사층(37)과 음극의 전위차에 비례한다. 그러므로, 광반사층(371, 372, 373)의 각각에 발광부(301, 302, 303)에 응한 전압을 인가한 상태에서 양극 산화를 행한다. 이에 의해, 두께가 다른 산화막으로 이루어지는 층간 절연층(381', 382', 383')을, 일괄하여, 광반사층(37)의 표면에 형성할 수 있다. 광반사층(371, 372, 373)의 두께, 층간 절연층(381', 382', 383')의 두께는, 발광부(301, 302, 303)에 띠라 다르다.
제3 예에서는, 광반사층(37) 아래에 하지막(39)이 마련되어 있고, 하지막(39)은, 발광부(301, 302, 303)에서, 다른 두께를 가진다. 즉, 도시한 예에서는, 발광부(301), 발광부(302), 발광부(303)의 순서로, 하지막(39)의 두께는 두껍다.
제4 예에서는, 성막 시의 광반사층(371, 372, 373)의 두께가, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 제3 예∼제4 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제2 계면은 같은 레벨이 되는 한편, 제1 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제5 예∼제6 예에서는, 제1 전극(311, 312, 313)의 두께가, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다. 광반사층(37)은 각 발광부(30)에서 같은 두께를 가진다.
제5 예에서, 제1 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 같은 한편, 제2 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제6 예에서는, 광반사층(37) 아래에 하지막(39)이 배설(配設)되어 있고, 하지막(39)은, 발광부(301, 302, 303)에서, 다른 두께를 가진다. 즉, 도시한 예에서는, 발광부(301), 발광부(302), 발광부(303)의 순서로, 하지막(39)의 두께는 두껍다. 제6 예에서는, 발광부(301, 302, 303)에서, 제2 계면은 같은 레벨이 되는 한편, 제1 계면의 레벨은, 발광부(301, 302, 303)에서 다르다.
제7 예에서, 제1 전극(311, 312, 313)은 광반사층을 겸하고 있고, 제1 전극(311, 312, 313)을 구성하는 재료의 광학 정수(구체적으로는, 위상 시프트량)가, 발광부(301, 302, 303)에 따라 다르다. 예를 들면, 발광부(301)의 제1 전극(311)을 구리(Cu)로 구성하고, 발광부(302)의 제1 전극(312)과 발광부(303)의 제1 전극(313)을 알루미늄(Al)으로 구성하면 좋다.
또한, 제8 예에서, 제1 전극(311, 312)은 광반사층을 겸하고 있고, 제1 전극(311, 312)을 구성하는 재료의 광학 정수(구체적으로는, 위상 시프트량)가, 발광부(301, 302)에 따라 다르다. 예를 들면, 발광부(301)의 제1 전극(311)을 구리(Cu)로 구성하고, 발광부(302)의 제1 전극(312)과 발광부(303)의 제1 전극(313)을 알루미늄(Al)으로 구성하면 좋다. 제8 예에서는, 예를 들면, 발광부(301, 302)에 제7 예를 적용하고, 발광부(303)에 제1 예를 적용하고 있다. 제1 전극(311, 312, 313)의 두께는, 달라도 좋고, 같아도 좋다.
실시례 6
실시례 6에서는, 실시례 1∼실시례 5에서 설명한 표시 장치를, 두부 장착형 디스플레이(HMD)에 적용하였다. 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 구성하는 화상 표시 장치의 개념도를 도 16에 도시하고, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를 상방에서 바라본 모식도를 도 17에 도시하고, 정면에서 바라본 모식도를 도 18에 도시하고, 측방에서 바라본 모식도를 도 19A에 도시한다. 또한, 실시례 6의 표시 장치에서의 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 일부를 확대하여 나타내는 모식적인 일부 단면도를 도 19B에 도시한다.
실시례 6의 화상 표시 장치(100)는, 실시례 1∼실시례 4에서 설명한 표시 장치(111)로 이루어지는 화상 형성 장치(110),
도광판(121),
도광판(121)에 부착된 제1 편향 수단(131), 및,
도광판(121)에 부착된 제2 편향 수단(132)을 구비하고 있다. 그리고,
화상 형성 장치(110)로부터의 광은, 제1 편향 수단(131)에서 편향되고(또는 반사되고), 도광판(121)의 내부를 전반사에 의해 전파되고, 제2 편향 수단(132)에서 편향되고, 관찰자(150)의 눈동자(151)를 향하여 출사된다.
도광판(121) 및 제2 편향 수단(132)으로 구성된 계(系)는, 반투과형(시스루형)이다.
실시례 6의 두부 장착형 디스플레이는,
(A) 관찰자(150)의 두부에 장착되는 프레임(140)(예를 들면, 안경형의 프레임(140)), 및,
(B) 프레임(140)에 부착된 화상 표시 장치(100)를 구비하고 있다.
또한, 실시례 6의 두부 장착형 디스플레이를, 구체적으로는, 2개의 화상 표시 장치를 구비한 양안형으로 했지만, 하나 구비한 편안형으로 해도 좋다. 화상 표시 장치(100)는, 프레임(140)에, 고정하여 부착되어 있어도 좋고, 착탈 자유롭게 부착되어 있어도 좋다. 두부 장착형 디스플레이는, 예를 들면, 관찰자(150)의 눈동자(151)에, 직접, 화상을 묘화하는 직묘 타입의 두부 장착형 디스플레이이다.
도광판(121)은, 화상 형성 장치(110)로부터의 광이 입사하는 제1면(122), 및, 제1면(122)과 대향하는 제2면(123)을 가지고 있다. 즉, 광학 글라스나 플라스틱 재료로 이루어지는 도광판(121)은, 도광판(121)의 내부 전반사에 의한 광 전파 방향(X 방향)과 평행으로 늘어나는 2개의 평행면(제1면(122) 및 제2면(123))을 가지고 있다. 제1면(122)과 제2면(123)은 대향하고 있다. 그리고, 제1 편향 수단(131)은, 도광판(121)의 제2면(123)상에 배치되어 있고(구체적으로는, 첩합되어 있고), 제2 편향 수단(132)은, 도광판(121)의 제2면(123)상에 배치되어 있다(구체적으로는, 첩합되어 있다).
제1 편향 수단(제1 회절 격자 부재)(131)은, 홀로그램 회절 격자, 구체적으로는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어지고, 제2 편향 수단(제2 회절 격자 부재)(132)도, 홀로그램 회절 격자, 구체적으로는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자로 이루어진다. 제1 편향 수단(131)을 구성하는 홀로그램 회절 격자의 내부에는 제1 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 제2 편향 수단(132)을 구성하는 홀로그램 회절 격자의 내부에는 제2 간섭 줄무늬가 형성되어 있다.
제1 편향 수단(131)은, 제2면(123)으로부터 도광판(121)에 입사된 평행광이 도광판(121)의 내부에서 전반사되도록, 회절 반사한다. 제2 편향 수단(132)은, 도광판(121)의 내부를 전반사에 의해 전파된 광을 회절 반사하여, 관찰자(150)의 눈동자(151)로 유도한다. 제2 편향 수단(132)에 의해 도광판(121)에서의 허상 형성 영역이 구성된다. 제1 편향 수단(131) 및 제2 편향 수단(132)의 축선은 X 방향과 평행이고, 법선은 Z 방향과 평행이다. 포토 폴리머 재료로 이루어지는 각 반사형 체적 홀로그램 회절 격자에는, 한 종류의 파장 대역(또는, 파장)에 대응하는 간섭 줄무늬가 형성되어 있고, 종래의 방법으로 제작되어 있다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자에 형성된 간섭 줄무늬의 피치는 일정하고, 간섭 줄무늬는 직선형상이고, Y 방향으로 평행이다.
도 19B에 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 확대한 모식적인 일부 단면도를 도시한다. 반사형 체적 홀로그램 회절 격자에는, 경사각(슬란트각)(φ)을 갖는 간섭 줄무늬가 형성되어 있다. 여기서, 경사각(φ)이란, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 표면과 간섭 줄무늬가 이루어는 각도를 가리킨다. 간섭 줄무늬는, 반사형 체적 홀로그램 회절 격자의 내부로부터 표면에 걸쳐, 형성되어 있다. 간섭 줄무늬는, 브래그 조건을 충족시키고 있다. 여기서, 브래그 조건이란, 이하의 식(A)을 만족하는 조건을 가리킨다. 식(A) 중, m은 정의 정수, λ는 파장, d는 격자면의 피치(간섭 줄무늬를 포함하는 가상 평면의 법선 방향의 간격), Θ은 간섭 줄무늬에 입사하는 각도의 여각을 의미한다. 또한, 입사각(ψ)으로 회절 격자 부재에 광이 침입한 경우의, Θ, 경사각(φ), 입사각(ψ)의 관계는, 식(B)과 같다.
m·λ=2·d·sin(Θ) (A)
Θ=90°-(φ+ψ) (B)
실시례 6에서, 화상 형성 장치(110)를 구성하는 표시 장치(111)는, 실시례 1∼실시례 6의 표시 장치로 구성된다. 화상 형성 장치(110)의 전체는 몸체(112) 내에 수납되어 있다. 또한, 표시 장치(111)로부터 출사된 화상의 표시 치수, 표시 위치 등을 제어하기 위해 표시 장치(111)로부터 출사된 화상이 통과하는 광학계를 배치해도 좋다. 어느 광학계를 배치할 것인지는, 두부 장착형 디스플레이나 화상 형성 장치(110)에 요구되는 사양에 의존한다. 하나의 표시 장치(111)로부터 양쪽 눈에 화상을 송출하는 형식의 두부 장착형 디스플레이나 화상 형성 장치에서는, 실시례 1∼실시례 5의 표시 장치를 채용하면 좋다.
프레임(140)은, 관찰자(150)의 정면에 배치되는 프런트부(141)와, 프런트부(141)의 양단에 경첩(142)을 통하여 회동 자유롭게 부착된 2개의 템플부(143)와, 각 템플부(143)의 선단부에 부착된 모던부(앞 셀, 귀마개, 이어 패드라고도 불리다)(144)로 이루어진다. 또한, 노우즈 패드(140')가 부착되어 있다. 즉, 프레임(140) 및 노우즈 패드(140')의 조립체는, 기본적으로는, 통상의 안경과 개략 같은 구조를 가진다. 나아가서는, 각 몸체(112)가, 부착 부재(149)에 의해 템플부(143)에 부착되어 있다. 프레임(140)은, 금속 또는 플라스틱으로 제작되어 있다. 또한, 각 몸체(112)는, 부착 부재(149)에 의해 템플부(143)에 착탈 자유롭게 부착되어 있어도 좋다. 또한, 안경을 소유하고, 장착하고 있는 관찰자에 대해서는, 관찰자가 소유하는 안경의 프레임(140)의 템플부(143)에, 각 몸체(112)를 부착 부재(149)에 의해 착탈 자유롭게 부착해도 좋다. 각 몸체(112)를, 템플부(143)의 외측에 부착해도 좋고, 템플부(143)의 내측에 부착해도 좋다. 또한, 프런트부(141)에 구비된 림에, 도광판(121)을 감입해도 좋다.
나아가서는, 일방의 화상 형성 장치(110)로부터 늘어나는 배선(신호선이나 전원선 등)(145)이, 템플부(143) 및 모던부(144)의 내부를 통하여, 모던부(144)의 선단부로부터 외부에 늘어나고, 제어 장치(제어 회로, 제어 수단)(148)에 접속되어 있다. 나아가서는, 각 화상 형성 장치(110)는 헤드폰부(146)를 구비하고 있고, 각 화상 형성 장치(110)로부터 늘어나는 헤드폰부용 배선(146')이, 템플부(143) 및 모던부(144)의 내부를 통하여, 모던부(144)의 선단부로부터 헤드폰부(146)로 늘어나 있다. 헤드폰부용 배선(146')은, 보다 구체적으로는, 모던부(144)의 선단부로부터, 이개(耳介)(귓바퀴)의 뒤측을 돌아 들어가도록 하여 헤드폰부(146)로 늘어나고 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 헤드폰부(146)나 헤드폰부용 배선(146')이 난잡하게 배치되어 있다는 인상을 주는 일이 없고, 깔끔한 두부 장착형 디스플레이로 할 수 있다.
배선(신호선이나 전원선 등)(145)은, 상술한 바와 같이, 제어 장치(제어 회로)(148)에 접속되어 있고, 제어 장치(148)에서 화상 표시를 위한 처리가 이루어진다. 제어 장치(148)는 주지의 회로로 구성할 수 있다.
프런트부(141)의 중앙 부분(141')에, 필요에 응하여, CCD 또는 CMOS 센서로 이루어지는 고체 촬상 소자와 렌즈(이들은 도시 생략)로 구성된 카메라(147)가, 적절한 부착 부재(도시 생략)에 의해 부착되어 있다. 카메라(147)로부터의 신호는, 카메라(147)로부터 늘어나는 배선(도시 생략)을 통하여 제어 장치(제어 회로)(148)에 송출된다.
실시례 6의 화상 표시 장치에서는, 어느 순간에 표시 장치(111)로부터 출사된 광(예를 들면, 1화소분 또는 1부화소분의 크기에 상당한다)은, 평행광이 된다. 그리고, 이 광은, 관찰자(150)의 눈동자(151)(구체적으로는, 수정체)에 도달하고, 수정체를 통과한 광은, 최종적으로, 관찰자(150)의 눈동자(151)의 망막에서 결상한다.
이상, 본 개시를 바람직한 실시례에 의거하여 설명했지만, 본 개시는 이들 실시례로 한정하는 것이 아니다. 실시례에서 설명한 표시 장치(유기 EL 표시 장치), 발광 소자(유기 EL 소자)의 구성, 구조의 구성은 예시이고, 적절히, 변경할 수 있고, 표시 장치의 제조 방법도 예시이고, 적절히, 변경할 수 있다.
실시례에서는, 오로지, 백색 발광 소자와 컬러 필터층의 조합으로 3개의 부화소로 하나의 화소를 구성했지만, 예를 들면, 백색광을 출사하는 발광 소자를 더한 4개의 부화소로 하나의 화소를 구성해도 좋다. 또한, 발광 소자는, 유기층이 적색을 발생시키는 적색 발광 소자, 유기층이 녹색을 발생시키는 녹색 발광 소자, 유기층이 청색을 발생시키는 청색 발광 소자로 하고, 이들 3종류의 발광 소자(부화소)를 조합시킴으로써, 하나의 화소를 구성해도 좋다. 실시례에서는, 발광 소자 구동부를 MOSFET으로 구성했지만, TFT로 구성할 수도 있다. 제1 전극이나 제2 전극을, 단층 구조로 해도 좋고, 다층 구조로 해도 좋다.
표시 장치의 모식적인 일부 단면도(발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 20에 도시하는 바와 같이, 제2 기판(42)과 제2 마이크로 렌즈(52) 사이에 파장 선택 수단(컬러 필터층(CF))을 갖는 형태로 할 수도 있다. 또한, 도 20에 도시한 예에서는, 하지층(36)을 마련하지 않지만, 하지층(36)을 마련해도 좋다. 또한, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제2 마이크로 렌즈(52) 사이에 파장 선택 수단(컬러 필터층(CF))을 마련해도 좋다.
또한, 발산계를 구성하기 위해, 제1 마이크로 렌즈(51)를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈(52)를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재(35)를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때, n1<n0, 및, n2<n0을 만족하는 형태로 할 수 있다.
표시 장치의 모식적인 일부 단면도(발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 21에 도시하는 바와 같이, 컬러 필터층(CF)과 컬러 필터층(CF) 사이에, 블랙 매트릭스층(BM)을 구비하고 있는 형태로 할 수도 있다. 또한, 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 22에 도시하는 바와 같이, 컬러 필터층(CF)과 컬러 필터층(CF) 사이의 하방에 위치하는 평탄화층(34)에, 블랙 매트릭스층(BM)을 마련하는 형태로 할 수도 있다. 나아가서는, 표시 장치의 모식적인 일부 단면도(발광 소자의 모식적인 일부 단면도를 포함한다)를 도 23에 도시하는 바와 같이, 제1 마이크로 렌즈(51)와 제1 마이크로 렌즈(51) 사이에 위치하는 컬러 필터층(CF) 위에, 블랙 매트릭스층(BM)을 마련하는 형태로 할 수도 있다. 블랙 매트릭스층(BM)은, 예를 들면, 흑색의 착색제를 혼입한 광학 농도가 1 이상인 흑색의 수지막(구체적으로는, 예를 들면, 흑색의 폴리이미드계 수지)으로 이루어진다.
어느 발광 소자에 인접한 발광 소자에, 어느 발광 소자로부터 출사한 광이 침입하여, 광학적 크로스토크가 발생하는 것을 방지하기 위해, 발광 소자와 발광 소자 사이에 차광층을 마련해도 좋다. 즉, 발광 소자와 발광 소자 사이에 홈부를 형성하고, 이 홈부를 차광 재료로 매입하여 차광층을 형성해도 좋다. 이와 같이 차광층을 마련하면, 어느 발광 소자로부터 출사한 광이 인접 발광 소자에 침입하는 비율을 저감시킬 수 있고, 혼색이 발생하고, 화소 전체의 색도가 소망하는 색도로부터 어긋나 버린다는 현상의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 혼색을 방지할 수 있기 때문에, 화소를 단색 발광시켰을 때의 색 순도가 증가하고, 색도점이 깊어진다. 그러므로, 색역이 넓어지고, 표시 장치의 색 표현의 폭이 넓어진다. 차광층을 구성하는 차광 재료로서, 구체적으로는, 티탄(Ti)이나 크롬(Cr), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), MoSi2 등의 광을 차광할 수 있는 재료를 들 수 있다. 차광층은, 전자 빔 증착법이나 열 필라멘트 증착법, 진공 증착법을 포함하는 증착법, 스퍼터링법, CVD법이나 이온 플레이팅법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 색 순도를 올리기 위해 각 화소에 대해 컬러 필터층을 배치하고 있는데, 발광 소자의 구성에 따라서는, 컬러 필터층의 박막화 또는 컬러 필터층의 생략이 가능해지고, 컬러 필터층에서 흡수되고 있던 광을 취출하는 것이 가능해지고, 결과로서 발광 효율의 향상에 이어진다. 또한, 블랙 매트릭스층(BM)에 차광성을 부여해도 좋다.
본 개시의 표시 장치를 렌즈 교환식 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에 적용할 수 있다. 디지털 스틸 카메라의 정면도를 도 27A에 도시하고, 배면도를 도 27B에 도시한다. 이 렌즈 교환식 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라는, 예를 들면, 카메라 본체부(카메라 바디)(211)의 정면 우측에 교환식의 촬영 렌즈 유닛(교환 렌즈)(212)을 가지고, 정면 좌측에 촬영자가 파지하기 위한 그립부(213)를 가지고 있다. 그리고, 카메라 본체부(211)의 배면 개략 중앙에는 모니터(214)가 마련되어 있다. 모니터(214)의 상부에는, 전자 뷰파인더(접안창)(215)가 마련되어 있다. 촬영자는, 전자 뷰파인더(215)를 들여다 봄에 의해, 촬영 렌즈 유닛(212)로부터 유도된 피사체의 상을 시인하여 구도 결정을 행하는 것이 가능하다. 이와 같은 구성의 렌즈 교환식 일안 리플렉스 타입의 디지털 스틸 카메라에서, 전자 뷰파인더(215)로서 본 개시의 표시 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 개시의 표시 장치를 헤드 마운트 디스플레이에 적용할 수 있다. 도 28에 외관도를 도시하는 바와 같이, 헤드 마운트 디스플레이(300)는, 본체부(301), 암부(302) 및 경통(303)을 갖는 투과식 헤드 마운트 디스플레이로 구성되어 있다. 본체부(301)는, 암부(302) 및 안경(310)과 접속되어 있다. 구체적으로는, 본체부(301)의 장변 방향의 단부는 암부(302)에 부착되어 있다. 또한, 본체부(301)의 측면의 일방의 측은, 접속 부재(도시 생략)를 통하여 안경(310)에 연결되어 있다. 또한, 본체부(301)는, 직접적으로 인체의 두부에 장착되어도 좋다. 본체부(301)는, 헤드 마운트 디스플레이(300)의 동작을 제어하기 위한 제어 기판이나 표시부를 내장하고 있다. 암부(302)는, 본체부(301)와 경통(303)을 연결시킴으로써, 본체부(301)에 대해 경통(303)을 지지한다. 구체적으로는, 암부(302)는, 본체부(301)의 단부 및 경통(303)의 단부와 결합됨으로써, 본체부(301)에 대해 경통(303)을 고정한다. 또한, 암부(302)는, 본체부(301)로부터 경통(303)에 제공되는 화상에 관한 데이터를 통신하기 위한 신호선을 내장하고 있다. 경통(303)은, 본체부(301)로부터 암부(302)를 경유하여 제공되는 화상광을, 안경(310)의 렌즈(311)를 투과하여, 헤드 마운트 디스플레이(300)를 장착하는 유저의 눈을 향하여 투사한다. 상기 구성의 헤드 마운트 디스플레이(300)에서, 본체부(301)에 내장되는 표시부로서, 본 개시의 표시 장치를 이용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
[A01]
≪발광 소자 … 제1 양태≫
제1 기판 및 제2 기판,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하고 있는 발광 소자.
[A02]
제1 마이크로 렌즈의 정상부와 제2 마이크로 렌즈의 정상부는 접해 있는 [A01]에 기재된 발광 소자.
[A03]
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 정상부에 의해 평탄부가 형성되는 [A02]에 기재된 발광 소자.
[A04]
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 평탄부의 면적을 S12 , 발광부의 발광 영역의 면적을 S0으로 했을 때,
0.5≤S0/S12≤1.2를 만족하는 [A03]에 기재된 발광 소자.
[A05]
평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r1, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r2로 했을 때,
r2/r1>1을 만족하는 [A03] 또는 [A04]에 기재된 발광 소자.
[A06]
발광부의 발광 영역의 중앙부로부터 출사된 광으로서, 평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분으로부터 출사되고, 접합 부재를 통과하고, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분에 입사하고, 제2 기판으로부터 출사되는 광의, 제2 기판에 대한 출사각(θout)은, 10도 이하인 [A01] 내지 [A05]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A07]
제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때,
n1>n0
및,
n2>n0을 만족하는 [A01] 내지 [A06]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A08]
n1=n2>n0을 만족하는 [A07]에 기재된 발광 소자.
[A09]
제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때,
n1<n0
및,
n2<n0을 만족하는 [A01] 내지 [A06]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A10]
발광부는, 제1 기판을 향하여 볼록 형상의 단면 형상을 갖는 [A01] 내지 [A09]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A11]
발광부와 제1 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 [A01] 내지 [A10]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A12]
제2 기판과 제2 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 [A01] 내지 [A10]의 어느 한 항에 기재된 발광 소자.
[A13]
≪표시 장치≫
제1 기판 및 제2 기판, 및,
제1 기판에 마련된 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자는,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하고 있는 표시 장치.
[A14]
각 발광 소자는, 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자에는, 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자 및 제3 발광 소자에는, 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않는 [A13]에 기재된 표시 장치.
[A15]
≪표시 장치의 제조 방법≫
발광부, 및, 발광부의 상방에 형성되고, 제1 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈가, 복수, 상방에 마련된 제1 기판을 준비하고,
제2 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈를 구비한 제2 기판을 준비하고,
제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면 및 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면에, 접합 부재를 형성하고,
접합 부재를 통하여, 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 대향하도록, 제1 기판과 제2 기판을 배치하고,
제1 기판 및 제2 기판에 압력을 가함으로써, 제1 마이크로 렌즈의 정상면과 제2 마이크로 렌즈의 정상면을 접촉시켜, 평탄부를 형성하고, 이어서,
제1 기판과 제2 기판의 얼라인먼트를 행한 후, 접합 부재에 의해 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈를 첩합시키는 각 공정을 구비하고 있는 표시 장치의 제조 방법.
10, 101, 102, 103: 발광 소자
20: 트랜지스터
21: 게이트 전극
22: 게이트 절연층
23: 채널 형성 영역
24: 소스/드레인 영역
25: 소자 분리 영역
26: 기체
26A: 기체의 표면
27: 콘택트 플러그
28: 절연층
28': 개구부
29: 오목부
29A: 오목부의 사면
29B: 오목부의 저부
30, 301, 302, 303, 30': 발광부
31, 311, 312, 313: 제1 전극
32, 321, 322, 323: 제2 전극
33, 331, 332, 333: 유기층
34: 보호층(평탄화층)
34': 보호막
35: 접합 부재
36: 하지층
37, 371, 372, 373: 광반사층
381, 382, 383, 38', 381', 382', 383': 층간 절연층
39: 하지막
CFR, CFG, CFB: 컬러 필터층(파장 선택 수단)
TF: 투명한 필터층
BM: 블랙 매트릭스층
41: 제1 기판
42: 제2 기판
51: 제1 마이크로 렌즈
51A: 제1 마이크로 렌즈의 일부(주연부)
52: 제2 마이크로 렌즈
52A: 제2 마이크로 렌즈의 일부(주연부)
53: 평탄부
61: 마스크층
62, 63, 64: 레지스트층
65: 개구부
LN: 발광 영역의 중심
LN': 제1 마이크로 렌즈의 광축
LN": 제2 마이크로 렌즈의 광축
100: 화상 표시 장치
110: 화상 형성 장치
111: 표시 장치
112: 몸체
121: 도광판
122: 도광판의 제1면
123: 도광판의 제2면
131: 제1 편향 수단
132: 제2 편향 수단
140: 프레임
140': 노우즈 패드
141: 프런트부
141': 프런트부의 중앙 부분
142: 경첩
143: 템플부
144: 모던부(앞 셀, 귀마개, 이어 패드)
145: 배선(신호선이나 전원선 등)
146: 헤드폰부
146': 헤드폰부용 배선
147: 카메라
148: 제어 장치(제어 회로, 제어 수단)
149: 부착 부재
150: 관찰자
151: 눈동자
211: 카메라 본체부(카메라 바디)
212: 촬영 렌즈 유닛(교환 렌즈)
213: 그립부
214: 모니터
215: 전자 뷰파인더(접안창)
300: 헤드 마운트 디스플레이
301: 본체부
302: 암부
303: 경통
310: 안경
20: 트랜지스터
21: 게이트 전극
22: 게이트 절연층
23: 채널 형성 영역
24: 소스/드레인 영역
25: 소자 분리 영역
26: 기체
26A: 기체의 표면
27: 콘택트 플러그
28: 절연층
28': 개구부
29: 오목부
29A: 오목부의 사면
29B: 오목부의 저부
30, 301, 302, 303, 30': 발광부
31, 311, 312, 313: 제1 전극
32, 321, 322, 323: 제2 전극
33, 331, 332, 333: 유기층
34: 보호층(평탄화층)
34': 보호막
35: 접합 부재
36: 하지층
37, 371, 372, 373: 광반사층
381, 382, 383, 38', 381', 382', 383': 층간 절연층
39: 하지막
CFR, CFG, CFB: 컬러 필터층(파장 선택 수단)
TF: 투명한 필터층
BM: 블랙 매트릭스층
41: 제1 기판
42: 제2 기판
51: 제1 마이크로 렌즈
51A: 제1 마이크로 렌즈의 일부(주연부)
52: 제2 마이크로 렌즈
52A: 제2 마이크로 렌즈의 일부(주연부)
53: 평탄부
61: 마스크층
62, 63, 64: 레지스트층
65: 개구부
LN: 발광 영역의 중심
LN': 제1 마이크로 렌즈의 광축
LN": 제2 마이크로 렌즈의 광축
100: 화상 표시 장치
110: 화상 형성 장치
111: 표시 장치
112: 몸체
121: 도광판
122: 도광판의 제1면
123: 도광판의 제2면
131: 제1 편향 수단
132: 제2 편향 수단
140: 프레임
140': 노우즈 패드
141: 프런트부
141': 프런트부의 중앙 부분
142: 경첩
143: 템플부
144: 모던부(앞 셀, 귀마개, 이어 패드)
145: 배선(신호선이나 전원선 등)
146: 헤드폰부
146': 헤드폰부용 배선
147: 카메라
148: 제어 장치(제어 회로, 제어 수단)
149: 부착 부재
150: 관찰자
151: 눈동자
211: 카메라 본체부(카메라 바디)
212: 촬영 렌즈 유닛(교환 렌즈)
213: 그립부
214: 모니터
215: 전자 뷰파인더(접안창)
300: 헤드 마운트 디스플레이
301: 본체부
302: 암부
303: 경통
310: 안경
Claims (15)
- 제1 기판 및 제2 기판,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
제1 마이크로 렌즈의 정상부와 제2 마이크로 렌즈의 정상부는 접해 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제2항에 있어서,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 정상부에 의해 평탄부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제3항에 있어서,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 접한 평탄부의 면적을 S12, 발광부의 발광 영역의 면적을 S0으로 했을 때,
0.5≤S0/S12≤1.2를 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제3항에 있어서,
평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r1, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분의 곡률 반경을 r2로 했을 때,
r2/r1>1을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
발광부의 발광 영역의 중앙부로부터 출사된 광으로서, 평탄부를 제외하는 제1 마이크로 렌즈의 부분으로부터 출사되고, 접합 부재를 통과하고, 평탄부를 제외하는 제2 마이크로 렌즈의 부분에 입사하고, 제2 기판으로부터 출사되는 광의, 제2 기판에 대한 출사각(θout)은, 10도 이하인 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때,
n1>n0
및,
n2>n0을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제7항에 있어서,
n1=n2>n0을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
제1 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n1, 제2 마이크로 렌즈를 구성하는 재료의 굴절율을 n2, 접합 부재를 구성하는 재료의 굴절율을 n0으로 했을 때,
n1<n0
및,
n2<n0을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
발광부는 제1 기판을 향하여 볼록 형상의 단면 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
발광부와 제1 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
제2 기판과 제2 마이크로 렌즈 사이에 파장 선택 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자. - 제1 기판 및 제2 기판, 및,
제1 기판에 마련된 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자로 구성된 발광 소자 유닛의 복수를 구비하고 있고,
각 발광 소자는,
제1 기판의 상방에 마련된 발광부,
발광부의 상방에 형성되고, 제2 기판을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈,
제2 기판에 마련되고, 제1 마이크로 렌즈를 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈, 및,
제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈 사이에 개재하는 접합 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제13항에 있어서,
각 발광 소자는 공진기 구조를 가지고 있고,
제1 발광 소자는 적색광을 출사하고, 제2 발광 소자는 녹색광을 출사하고, 제3 발광 소자는 청색광을 출사하고,
제1 발광 소자에는 출사된 적색광을 통과시키는 파장 선택 수단이 마련되어 있고,
제2 발광 소자 및 제3 발광 소자에는 파장 선택 수단이 마련되어 있지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 발광부, 및, 발광부의 상방에 형성되고, 제1 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제1 마이크로 렌즈가 복수, 상방에 마련된 제1 기판을 준비하고,
제2 기판으로부터 떨어지는 방향을 향하여 볼록 형상을 갖는 제2 마이크로 렌즈를 구비한 제2 기판을 준비하고,
제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면, 또는, 제1 기판의 제1 마이크로 렌즈가 마련된 면 및 제2 기판의 제2 마이크로 렌즈가 마련된 면에, 접합 부재를 형성하고,
접합 부재를 통하여, 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈가 대향하도록, 제1 기판과 제2 기판을 배치하고,
제1 기판 및 제2 기판에 압력을 가함으로써, 제1 마이크로 렌즈의 정상면과 제2 마이크로 렌즈의 정상면을 접촉시켜, 평탄부를 형성하고, 이어서,
제1 기판과 제2 기판의 얼라인먼트를 행한 후, 접합 부재에 의해 제1 마이크로 렌즈와 제2 마이크로 렌즈를 첩합시키는 각 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JPJP-P-2020-030250 | 2020-02-26 | ||
| JP2020030250 | 2020-02-26 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020227027324A KR20220146436A (ko) | 2020-02-26 | 2021-01-25 | 발광 소자 및 표시 장치, 및, 표시 장치의 제조 방법 |
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